Проблемы порогового значения сопротивления заземления распределительной сети и его расчета

Краткое изложение вопросов, связанных с пороговым значением и расчетом сопротивления заземления распределительной сети

В процессе эксплуатации распределительной сети недостаточная способность идентифицировать сопротивление заземления является ключевым вопросом, влияющим на определение неисправностей. Для рационального установления порогового значения необходимо учитывать множество факторов в комплексе.

I. Сложности и направления балансировки пороговых значений

Условия работы сопротивления заземления крайне сложны. В качестве среды заземления могут выступать ветки деревьев, земля, поврежденные изоляторы, поврежденные ограничители перенапряжения, влажный песок, сухой дерн, сухая степь, влажный дерн, железобетон, асфальтовое покрытие и т. д. Формы заземления также разнообразны, включая металлическое заземление, грозовое заземление, заземление через ветки, резистивное заземление (подразделяющееся на низкоомное и высокоомное, а также существует сверхвысокоомное заземление, и нет авторитетного стандарта разделения высокоомного и низкоомного).

Существуют также формы дугового заземления, такие как заземление вследствие повреждения изоляции, разрывное заземление, короткие дуговые разряды, длинные дуговые разряды и прерывистые дуги. Для балансировки порогового значения между чувствительностью и надежностью необходимо объединять фактические данные эксплуатации распределительной сети, долю типов неисправностей, проводить большое количество имитационных моделирований и полевых испытаний, анализировать характеристики сопротивления заземления при различных условиях работы и формах, создавать модель расчета пороговых значений, охватывающую множество влияющих факторов, и динамически регулировать пороговые значения.

II. Ключевое значение расчета сопротивления заземления

Для проблемы высокоомного заземления расчет значения сопротивления заземления имеет огромное значение для определения неисправности. В связи с высокой сложностью идентификации высокоомных заземлений точный расчет значения сопротивления может предоставить основу для определения характера неисправности и локализации точки неисправности, помочь операторам и техническому персоналу быстро устранить неисправность и предотвратить ее распространение.

III. Оптимизация процесса подтверждения заземляющей неисправности

После возникновения заземляющей неисправности можно извлечь изменение значений выборки трехфазного тока, сочетая данные, такие как напряжение и нулевые последовательные компоненты, и использовать алгоритмы (например, вейвлет-преобразование, анализ Фурье и т. д.) для обработки сигнала, точно идентифицировать характеристики неисправности, создать основу для последующего расчета сопротивления и определения пороговых значений, повысить точность и своевременность обнаружения заземляющих неисправностей.

Подтверждение заземляющей неисправности: после возникновения заземляющей неисправности следует взять изменение значений выборки трехфазного тока:

N — количество точек выборки в одном цикле промышленной частоты.

Предположим, что произошла неисправность в фазе A. Расчет производится как разница между значением выборки тока неисправной фазы и средним значением изменения значений выборки токов двух ненеисправных фаз.

Пусть емкость каждой фазы к земле составляет c. Токи, протекающие через конец линии, равны i_A, i_B и i_C соответственно; емкостные токи каждой фазы к земле равны i_CA, i_CB и i_CC соответственно; нагрузочные токи каждой фазы равны i_LA, i_LB и i_LC соответственно.

В реальной электрической сети трехфазные нагрузочные токи остаются неизменными до и после возникновения неисправности, то есть iLA＝i′LA, iLB＝i′LB, iLC＝i′LC.

Тогда изменение тока каждой фазы неисправной линии до и после неисправности можно рассчитать следующим образом:

Подтверждение значения тока заземления: разница между изменением значения выборки тока неисправной фазы и средним значением изменений значений выборки токов двух ненеисправных фаз в неисправной линии:

Затем значение сопротивления заземления можно рассчитать следующим образом: