DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.1.09

МУЛЬТИЧАСТОТНИЙ МЕТОД ЗАХИСТУ ВІД ЗАМИКАНЬ ФАЗИ НА ЗЕМЛЮ В КОМПЕНСОВАНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ

V. F. Syvokobylenko, V. A. Lysenko

Анотація


За допомогою математичної моделі компенсованої електричної мережі виконано аналіз струмів і напруг нульової послідовності при замиканнях фази на землю і показано, що в них під час перехідного процесу виникають вищі гармонійні складові, які обумовлені розрядом ємностей ушкодженої фази, дозарядом ємностей неушкоджених фаз, а також зростанням струму реактора в нейтралі мережі. Показано, що незалежно від ступеня компенсації реактором ємнісного струму промислової частоти, реактивна потужність для гармонічних складових струмів і напруг з частотою в два рази і більше промислової, є додатною для ушкодженого приєднання і від’ємною для неушкоджених. Це прийнято за основу в розробленому методі захисту направленої дії, в якому при замиканнях фази на землю спочатку визначають похідні струмів і напруг нульової послідовності, що зменшує вплив аперіодичних складових і підсилює складові вищих гармонік, а потім за допомогою перетворення Фур’є знаходять комплексні значення для ряду найбільш впливових гармонійних складових, більших за першу. За допомогою отриманих складових струмів і напруг для кожної частоти знаходять реактивну потужність, і якщо їх сума перевищує задану, то спрацьовує вихідний орган захисту. Достовірність розробленого методу захисту підтверджено результатами математичного моделювання і перевіркою роботи дослідного зразка на лабораторному стенді. 

Ключові слова


електрична мережа; захист від замикань на землю; струм і напруга нульової послідовності; перетворення Фур’є; частотний спектр

Повний текст:

PDF ENG (English) PDF UKR

Посилання


Shafiq M., KiitamI., Taklaja P., Kütt L., Kauhaniemi K., Palu I. Identification and location of PD defects in medium voltage underground power cables using high frequency current transformer. IEEE Access, 2019, vol.7, pp. 103608-103618. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2930704.

Marciniak L. General earth fault protection for MV networks using wavelet decomposition and Bayesian criterion. E3S Web of Conferences, 2019, vol.84, p. 02007. doi: 10.1051/e3sconf/20198402007.

Habrych M. Comparative performance study of the Hall sensor based directional ground fault protection in MV mining network with ineffective earthing. Przegląd Elektrotechniczny, 2016, no.8, pp. 251-254. doi: 10.15199/48.2016.08.65.

Kavaskar S., Mohanty N.K. Detection of high impedance fault in distribution networks. Ain Shams Engineering Journal, 2019, vol.10, no.1, pp. 5-13. doi: 10.1016/j.asej.2018.04.006.

Torres V., Guardado J.L., Ruiz H.F., Maximov S. Modeling and detection of high impedance faults. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2014, vol.61, pp. 163-172. doi: 10.1016/j.ijepes.2014.03.046.

Daqing Hou. Detection of high-impedance faults in power distribution systems. 2007 Power Systems Conference: Advanced Metering, Protection, Control, Communication, and Distributed Resources, Clemson, SC, 2007, pp. 85-95. doi: 10.1109/PSAMP.2007.4740902.

Marciniak L. Identyfikacja zwarć doziemnych wysokorezystancyjnych w sieciach średnich napięć. Przegląd Elektrotechniczny, 2015, no.8, pp. 185-189. (Pol). doi: 10.15199/48.2015.08.45.

Syvokobylenko V.F., Lysenko V.A. Mathematical modeling of new algorithms for single-phase earth faults protection in a compensated electrical network. Problemele Energeticii Regionale, 2019, no.1-2(41), pp. 1-11. doi: 10.5281/zenodo.3239135.

Syvokobylenko V.F., Lysenko V.A. Microprocessor selective protection from the phase to the earth fault in electric networks with Petersen coil in neutral. Technical Electrodynamics, 2019, no.2, pp. 54-62. (Rus). doi: 10.15407/techned2019.02.054.

Marciniak L. Określenie nastaw zabezpieczenia ziemnozwarciowego z falkowymi kryteriami działania. Przegląd Elektrotechniczny, 2014, no.6, pp. 261-264. (Pol). doi: 10.12915/pe.2014.06.52.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Shafiq M., Kiitam I., Taklaja P., Kütt L., Kauhaniemi K., Palu I. Identification and location of PD defects in medium voltage underground power cables using high frequency current transformer // IEEE Access. – 2019. – vol.7. – pp. 103608-103618. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2930704.
  2. Marciniak L. General earth fault protection for MV networks using wavelet decomposition and Bayesian criterion // E3S Web of Conferences. – 2019. – vol.84. – p. 02007. doi: 10.1051/e3sconf/20198402007.
  3. Habrych M. Comparative performance study of the Hall sensor based directional ground fault protection in MV mining network with ineffective earthing // Przegląd Elektrotechniczny. – 2016. – no.8. – pp. 251-254. doi: 10.15199/48.2016.08.65.
  4. Kavaskar S., Mohanty N.K. Detection of high impedance fault in distribution networks // Ain Shams Engineering Journal. – 2019. – vol.10. – no.1. – pp. 5-13. doi: 10.1016/j.asej.2018.04.006.
  5. Torres V., Guardado J.L., Ruiz H.F., Maximov S. Modeling and detection of high impedance faults // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. – 2014. – vol.61. – pp. 163-172. doi: 10.1016/j.ijepes.2014.03.046.
  6. Daqing Hou. Detection of high-impedance faults in power distribution systems // 2007 Power Systems Conference: Advanced Metering, Protection, Control, Communication, and Distributed Resources. – Clemson, SC. – 2007. – pp. 85-95. doi: 10.1109/PSAMP.2007.4740902.
  7. Marciniak L. Identyfikacja zwarć doziemnych wysokorezystancyjnych w sieciach średnich napięć // Przegląd Elektrotechniczny. – 2015. – no.8. – pp. 185-189. doi: 10.15199/48.2015.08.45.
  8. Syvokobylenko V.F., Lysenko V.A. Mathematical modeling of new algorithms for single-phase earth faults protection in a compensated electrical network // Problemele Energeticii Regionale. – 2019. – no.1-2(41). – pp. 1-11. doi: 10.5281/zenodo.3239135.
  9. Сивокобыленко В.Ф., Лысенко В.А. Микропроцессорная селективная защита от замыканий фазы на землю в электрических сетях с катушкой Петерсена в нейтрали // Технічна електродинаміка. – 2019. – №2. – С. 54-62. doi: 10.15407/techned2019.02.054.
  10. Marciniak L. Określenie nastaw zabezpieczenia ziemnozwarciowego z falkowymi kryteriami działania // Przegląd Elektrotechniczny. – 2014. – no.6. – pp. 261-264. doi: 10.12915/pe.2014.06.52.




Copyright (c) 2020 V. F. Syvokobylenko, V. A. Lysenko


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)