Аннотация
Однофазные замыкания на землю в распределительных электрических сетях напряжением 6–35 кВ, сопровождающиеся переходными сопротивлениями, неустойчивыми дуговыми процессами и ослабленной изоляцией, снижают чувствительность и селективность традиционных устройств релейной защиты. Целью настоящей работы является разработка способа повышения эффективности защиты от однофазных замыканий на землю за счёт применения нейтралеобразующего трансформатора, RC-гасителя и семисторного регулятора тока. Для достижения поставленной цели выполнен анализ существующих способов защиты сетей с изолированной и компенсированной нейтралью, разработана математическая модель электрической сети в среде Matlab/Simulink и проведены лабораторные исследования на экспериментальном стенде. В ходе исследования оценено влияние предложенного устройства на величину тока однофазного замыкания, уровень коммутационных перенапряжений и условия срабатывания релейной защиты. Результаты моделирования показали, что применение RC-гасителя снижает амплитуду высших гармоник на 20–30 % в переходном режиме, а подключение нейтралеобразующего трансформатора обеспечивает увеличение тока замыкания до уровня, достаточного для гарантированного срабатывания токовой защиты. Лабораторные испытания подтвердили результаты математического моделирования, показав повышение чувствительности релейной защиты и снижение влияния переходных процессов при различных режимах однофазных замыканий на землю. Научная новизна работы заключается в разработке способа регулируемого подключения нейтралеобразующего трансформатора совместно с RC-гасителем, обеспечивающего одновременное повышение чувствительности релейной защиты и ограничение коммутационных перенапряжений. Практическая значимость исследования состоит в возможности применения предложенного технического решения при модернизации распределительных электрических сетей напряжением 6–35 кВ с изолированной и компенсированной нейтралью.