1 (2017-06-12 17:19:15 отредактировано ANTi_13)

Тема: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

Есть крупная электростанция. На ней вполне себе обычное потребительское ЗРУ-10кВ (см. схему), каждая секция которого запитана от трансформатора связи 110/10кВ. Причем, каждые две секции (условно 3Д и 1Д от трансформатора 1Т, и 4Д и 2Д соответственно от 2Т) запитаны от одного трансформатора, но от разных его ног (трансформаторы 63 МВА с расщеплением по 10кВ). Фидера условно идут в кабельные сети (далее - КС, филиал энергосистемы) и к потребительскому заводу (далее - завод, там даже нормального электротехнического персонала нет)
Схема ремонтная - выведен в ремонт трансформатор резистивного заземления на секции 4Д (4ТРЗ), поэтому секция 4Д запитана через секционные выключатели (секционник) секций 3Д-4Д и отключен рабочий ввод секции 4Д.

1ое замыкание. 14-41, будний день. Отключается от ОЗЗ фидер 407 (КС) с током 30 А (уставка 24А, время 1,6 с) (?! почему такой маленький выясняем, должен быть в разы выше..., может быть с ктт бублика напутали), далее отключается секционный выключатель 3Д-4Д с током 60А (уставка 39А, время 2,15 с), и потом ввод на секцию 3Д с током 60 А (уставка 39А, время 2,4 с). 60 А - на секционнике и на вводе от трансформатора резистивного заземления, куда и подключены токовые цепи ОЗЗ ввода и секционника.

Секции 3Д и 4Д стоят без напряжения, дежурные идут в ЗРУ выяснять причины и пробова секцию. Но в это время 2ое замыкание: отключаются в 15-01 два фидера (106, 102) на 1ой секции идущие на завод. Ток ОЗЗ на данных фидерах 45 А и 30А соответственно (уставка 24 А, время 1.2 с и 1.4 с).

3ее замыкание. В 15-10 подается напряжение на секции 3Д и 4Д (ввод и секционник включают, фидер 407 стоит отключенный). И сразу отключается фидер 305, потом секционник и затем ввод. Фидер 305 связан с фидером 407 через АВР на РП в сети 10кВ. Это к слову... Но опять странное неселективное отключение ввода и секционника, на которых снова всегда висит 60 А. На фидере 305 опять записано 30 А.

Диспетчер КС дает команду на ЗРУ в  ТЭЦ почистить секции 3Д и 4Д (отключить все фидера 10кВ) и, после подачи напряжения на секцию 3Д, поочередно включать фидера на ней. В момент включения фидера 308 (завод) - отключается ввод на секцию 3Д (опять?!). Токи как обычно - на вводе 60 А (от резистора), на фидере 308 - 30 А.

После этого ВРУЧНУЮ отключен фидер 308. И снова подано напряжение на секцию 3Д. Всё ок. Подано напряжение на секцию 4Д. Всё ок. Включаются фидера. Один из них (408 - завод), отключается ОЗЗ. Вввод и секционник - не отключаются (! чудо ли?!). Далее включаются без проблем фидера 305, 407, 106 и 102. 308 и 408 (оба - на завод) выводим в ремонт. Через пару дней испытываем - испытания кабели проходят на ура, без замечаний.

407 и 305 питают разные секции одного РП. На РП - электромеханика, кроме блинкера АВР ничего нет 9не выпадало в смысле). Поочередно осматриваем каждое направление на данном РП - везде всё ок.

Т.е. ни на заводе, ни в кабельных сетях повреждений не нашли. Спрашивается от чего всё отключалось? Почему неселективно отработал ввод и секционник? (ток на них был, осциллограммы есть, причем отключался 4 раза ввод!!!)

Данная схема заземления нейтрали на данной электростанции с 2009 года (уже 8ой год идёт), до этого таких случаев ни там, ни вообще в целом по стране (Беларуси) не было. Куда копать? Сперва были предположения о наличии двух замыканий в разных точках. Но опять же на одной фазе? В такое верилось с трудом - но и по итогу нигде ничего не нашли. Сейчас всё успешно работает. Прошла уже неделя. Начальство требует ответа, в противном случае - вина эксплуатационного персонала. Не хочется найти "стаю крыс" в одной из кабельных каналов, например, возле присоединения 3ТРЗ... Но пока других выходов не вижу.

В момент каждого замыкания напряжение снижалось в поврежденной фазе (всегда одна была - фаза Б - до 400 В первичных, 7% от номинала), в неповрежденных возрастало ровно в 1,73 раза. защита от ОЗЗ работала и раньше в данной сети и не раз. Кабели все очень древние, с масляной изоляцией...

Трансформатор резистивного заземления 3ТРЗ осмотрен и обнюхан (!) с ног до головы. Тепловизор проверен - без замечаний.

ПС Добавил схему. Всё условно.

Post's attachments

2017_06_06 Работа ОЗЗ на ТЭЦ.jpg 152.64 Кб, 9 скачиваний с 2017-06-12 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.
Главное об электротранспорте и электроэнергетике -> www.proenergo.net

2

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

ANTi_13 пишет:

...осциллограммы есть...

Так давайте же их сюда!
Дважды от двух Сергеев из Беларуси приходили шикарнейшие осциллограммы, связанные с подобной проблемой. Может быть, этот случай замкнет картину в понятную систему.
Кстати, где-нибудь создавались "кольца" через потребителей? Там - другое направление расследования.

3

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

Осталось прикинуть зарядные токи отключавшихся кабелей, т.е. схему сети, сколько и чего было навешено в сумме на эти кабели. Скорее всего по 30+ км кабелей на каждом из фидеров висело.
Если терминалы пишут и напряжение, то неплохо бы направление 3I0 проанализировать.

4 (2017-06-13 17:17:48 отредактировано 100Ампер)

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

Наличие резистивного заземления не отменяет емкостных токов. Например при однофазном замыкании на секции шин, ОЗЗ каждого фидера будет видеть свой собственный емкостный ток, ОЗЗ  секционника будет видеть суммарный емкостный ток фидеров запитанных через секционник, а ОЗЗ ввода будет видеть только 60 А резистора нейтрали. Для анализа событий необходимо знать емкостный ток каждого фидера, и иметь оосциллограммы по которым можно увидеть не только величину тока ЗЗ, но и его угол относительно напряжений. Тогда будет понятно где замыкание.

Добавление: Про токи ОЗЗ ввода и секционника я написал, как если бы у них были свои "бублики" или использовался ток 3I0 полной звезды токовых цепей. В данном конкретном же случае в защиту ОЗЗ ввода и секционника заведен ток ТТ резистора нейтрали, по этому где бы не произошло ЗЗ (хоть на фидере, хоть на СШ, хоть внутри трансформатора...), защита будет видеть 60А резистора.

5

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

100Ампер пишет:

ОЗЗ каждого фидера будет видеть свой собственный емкостный ток

Судя по величине токов фидеров 30-45А, именно это и происходит.

100Ампер пишет:

ОЗЗ  секционника будет видеть суммарный емкостный ток фидеров запитанных через секционник, а ОЗЗ ввода будет видеть только 60 А резистора нейтрали

Секционник видит тот же ток, что и ввод. Схема такая. На рисунке показано, что ток от ТТ резистора идёт на защиты ввода и секционника.

6

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

Выкладываю осциллограммы

Добавлено: 2017-06-13 09:40:22

100Ампер пишет:

ОЗЗ каждого фидера будет видеть свой собственный емкостный ток

Если к.з. на шинах, то откуда взяться току на фидере? И если к.з. на фидере - то почему только свой ток? Должен же быть ток всей секции и ток от резистора.

Добавлено: 2017-06-13 09:43:34

doro пишет:

Кстати, где-нибудь создавались "кольца" через потребителей? Там - другое направление расследования.

Сразу на это давили. И может быть они и были. Но потребители:
1 - кабельные сети - у них очень жесткая дисциплина, всё пишется, все контролируется. Обслуживают столичный город - имеют дело постоянно с метрополитеном, ж/д, троллейбусами, водоканалами и прочими потребителями ОЧЕНЬ критичными к пропаданию напряжения. Поэтому, если они клянутся, что у них всё ок - склонен им полностью верить.
2 - завод. Там всё сложно. Но судя по компетенции специалистов, и проверок надзорных энергетических органов - никаких переключений и автоматических авр-ов в этот день не было. Им это всё достаточно сложно. Кабели они свои испытали - всё красиво.

Post's attachments

Осциллограммы.rar 2.25 Мб, 25 скачиваний с 2017-06-13 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.
Главное об электротранспорте и электроэнергетике -> www.proenergo.net

7 (2017-06-13 11:21:25 отредактировано stoyan)

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

ANTi_13 пишет:

Если к.з. на шинах, то откуда взяться току на фидере?

Это емкостной ток фидера и всей сети за ним.

ANTi_13 пишет:

И если к.з. на фидере - то почему только свой ток? Должен же быть ток всей секции и ток от резистора.

Это точно.
Пока что не успеваю открыть файл с осцилограммами, но по схеме появились вопросы:

SVG пишет:

На рисунке показано, что ток от ТТ резистора идёт на защиты ввода и секционника

Так ли? Мне тоже так показалось. И если так, то странно выглядит согласование по времени между Защитами Ввода и СВ - всего 0,25 с. А вы спомянули там электромеханика. Это может и есть объяснение об одновременном отключении СВ и Ввода. Согласование по времени с защитами фидера совсем прилично.
Хорошо знать общий емкостной ток каждой секции, а еще лучше по фидерам.
Еще вы спомянули что защиты запитаны от бубликов. Может они насыщаются от тока ОЗЗ. Какие там реле? Фидера из одного кабеля или больше? Вопросов много из за специфики.

8

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

stoyan пишет:

А вы спомянули там электромеханика. Это может и есть объяснение об одновременном отключении СВ и Ввода. Согласование по времени с защитами фидера совсем прилично.

на электростанции - микропроцессоры, с них и осциллограммы. 0,35 с - стандартный шаг по согласованию селективности по времени на МП защитах у нас. иногда ставим и меньше...
На отходящих от фидеров - РП и на заводе - древняя электромеханика.

stoyan пишет:

Хорошо знать общий емкостной ток каждой секции, а еще лучше по фидерам.

условно на каждой секции по 9-11 присоединений. Условно каждое присоединение по 10-12 А емкостного тока максимум. Итого по 100 ампер на секции 3Д и 100 А на секции 4Д. Всё условно опять же.

stoyan пишет:

Еще вы спомянули что защиты запитаны от бубликов. Может они насыщаются от тока ОЗЗ. Какие там реле?

реле на электростанции MiCOM P14x. Ток ОЗЗ - от бубликов идёт. Вопрос про насыщение конечно логичный, но всё подобрано по проектам. И всё успешно работает с 2009 года.

stoyan пишет:

Фидера из одного кабеля или больше?

иногда 1 кабель из трех ниток , иногда 2 (6 ниток). Трехфазные кабели тоже есть, но их меньше. Если подскажите на что это влияет, уточню точное количество ниток и их сечения.

Главное об электротранспорте и электроэнергетике -> www.proenergo.net

9 (2017-06-13 11:53:35 отредактировано stoyan)

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

ANTi_13 пишет:

на электростанции - микропроцессоры, с них и осциллограммы. 0,35 с - стандартный шаг

Если МП понятно. Кстати видел и исправил уже себя - там 0,25 с.

ANTi_13 пишет:

Итого по 100 ампер на секции 3Д и 100 А на секции 4Д.

Когда посмотрел схему из#1, первая мысль была - правильно отключили 4ТРЗ, но уже не думаю так. Если на каждой секции по 100А емкостного тока, а сам резистор дает 60А, то это мало даже для нормального режима, когда каждая секция питается от своего ввода. Получается у вас высокоомное заземление. В таких сетях высокоомное заземление решает вопрос с перенапряжениями, но не и вопрос селективности (по крайней мере не во всех случаях). Критический минимум для нискоомного заземления является соотношение Ir/Ic=1. В данной ситуации селективность защит фидеров по отношению к защитам СВ и Ввода улучшится если включить и 4ТРЗ. Но все ровно этого недостаточно для всех случаев. Оптимальное соотношение Ir/Ic=1,5-2 не меньше.
По поводу бубликов. Вполне возможно, что они насыщаются. Так что лучше использоват трехтрансформаторный фильтр и про бубуликов забыть. Здесь должно выполнятся условие ток от резистора д.б. больше погрешности ТТ с наибольшим первичным ном. током. Например если у вас Ir=60A, погрешностя ТТ 10%, то наибольший первичн. In<600A. Это только для фидеров.

Добавлено: 13-06-2017 11:57:37

ANTi_13 пишет:

иногда 1 кабель из трех ниток , иногда 2 (6 ниток). Трехфазные кабели тоже есть, но их меньше. Если подскажите на что это влияет

Когда однофазные кабели и больше ниток  имеятся повышенные небалансы, которых надо учитывать когда отстраиваетесь от собственного емкостного тока (речь о фидерах).

ANTi_13 пишет:

уточню точное количество ниток и их сечения

Не этом етапе не надо.

10 (2017-06-13 17:28:15 отредактировано Lekarь)

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

ANTi_13 пишет:

  После этого ВРУЧНУЮ отключен фидер 308. И снова подано напряжение на секцию 3Д. Всё ок. Подано напряжение на секцию 4Д. Всё ок. Включаются фидера. Один из них (408 - завод), отключается ОЗЗ. Вввод и секционник - не отключаются (! чудо ли?!). Далее включаются без проблем фидера 305, 407, 106 и 102. 308 и 408 (оба - на завод) выводим в ремонт. Через пару дней испытываем - испытания кабели проходят на ура, без замечаний..

А какие испытания кабелей проводили? Переходные сопротивления между кабелем и кабельными наконечниками измеряли у себя и на заводе?
Второй вопрос, кабельные наконечники прессованные или со срывающимися болтами у вас в РУ и на заводе? Если прессованные, то очень большая вероятность, что найдете очень много проблем , которые следует исправить.

11

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

Думаю что уставки ОЗЗ выбраны не правильно.
Первое замыкание было явно не фидере 407, по осциллограмме видно что ток 3I0 на нём чисто емкостный 30А, это ток обусловлен собственной ёмкостью фидера, и уставка должна быть выше него.
Осциллограмм с ф 305 и 308 нет, замыкание было либо на одном из них, либо на 3СШ 10 кВ.

Второе 33 произошло видимо  на Ф102. На Ф106 видно чисто ёмкостный, свой собственный ток (опять уставка занижена). На Ф102 ток ОЗЗ осциллографируется не правильно. Но если сделать расчетный 3I0 то видно что ток активно ёмкостный, значит замыкание на Ф102.

12

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

ANTi_13 пишет:

иногда 1 кабель из трех ниток , иногда 2 (6 ниток). Трехфазные кабели тоже есть, но их меньше.

У одножильных кабелей из сшитого полиэтилена емкостные токи раза в два больше, чем у трёхжильных  с масляно-бумажной изоляцией.

100Ампер пишет:

Думаю что уставки ОЗЗ выбраны неправильно.

Скорее всего.

ANTi_13 пишет:

Сразу на это давили. И может быть они и были. Но потребители:
1 - кабельные сети - у них очень жесткая дисциплина, всё пишется, все контролируется.

Дело не в закольцовках. Их могло и не быть, и тут верить можно. Но то, что от одног фидера могли запитать ещё несколько других в каком-то ремонтном режиме - так это запросто. И это нормальная ситуация,  на которую Кабельные сети и не подумают обратить внимание, но при этом ёмкостный ток фидера запросто начнёт превышать уставку.

13 (2017-06-14 08:26:56 отредактировано doro)

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

Да, ОЗЗ просматривается практически однозначно, причем где-то под носом. И 3I0 есть, и характерный перекос напряжений. В кольцах была бы другая картина.
Кстати, какой там тип терминалов (нужно, чтобы подобрать оптимальную программу)? Откуда поданы цепи напряжения? Я полагаю, что от соответствующих секций, но как там с СВ-10?
Прошу прощения, информацию по типу терминалов нашел. Но там есть и электромеханика, там чем пишется?

Добавлено: 16-06-2017 21:05:50

Интересная тема, предлагаю поработать совместно. Итак, в первом приближении.
Первое событие в 14:41 отключились фидер 407, СВ 3-4 и В-3Д. Так?
Далее по мере развития событий попытаюсь склеить осциллограммы из разных терминалов.
Кстати, повторный вопрос. Чем регистрировались события там, где защита выполнена на электромеханике?

Добавлено: 18-06-2017 13:14:52

Собрался, наконец. Помогла картинка с размещением защит, но скан далек от совершенства. Кроме того, часики на терминалах нужно подкорректировать. И еще одна проблема - моя невнимательность. Только что нашел, что токи контроля ОЗЗ подаются на В-10 3Д и СВ-3Д/4Д от ТТ в цепи дугогасящего резистора.
В первом приближении по поводу событий 1 и 3 барабашку ищите в районе выключателя, на котором выполнен АВР между фидерами 305 и 407. Сравните осциллограммы В-10 3Д и Ф-407. С СВ-3Д/4Д еще разбираюсь.
Есть основания считать, что ОЗЗ первоначально появилось на Ф-305 (одновременно с Ф-407). В связи с большим переходным сопротивлением (или иными причинами) не довело до его отключения, но суммы токов хватило для отключения вводов и СВ.

14

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

Коллеги, прошу прощения, что долго не отвечал.
С отключением разобрались.

Причиной работы защиты ЗНЗ ввода с. «3Д» и СВ-34 ЗРУ-10 кВ явилось однофазное замыкание на “землю” фазы “В” за кабельными линиями в распределительной сети 10 кВ на заводе (приблизительно 2,5км от ТЭЦ), о чем свидетельствует хронология развития нарушения (отключение 102Ф заводского фидера по ЗНЗ фазы ”В” при отключенных секциях «3Д» и «4Д» ЗРУ-10 кВ, отключение 408Ф «заводского фидера» после восстановления режима при отключенном 308 Ф «заводского фидера»). Монтаж и вторичная коммутация в ячейке 308Ф (тип – К-Ин97) выполнена на заводе изготовителе.

Защита от замыканий на «землю» ВВ-10 кВ 308Ф («завод») не работала из-за неправильной полярности ТТНП одного из отходящих кабелей 308Ф (всего два отходящих кабеля), что было установлено в процессе послеаварийной проверки РЗА данного фидера:
- При выверке схемы установлено, что монтаж вторичных цепей выполнен согласно заводским обозначениям (на сумму вторичных токов ТТНП);
- При поочередной подаче тока в ТТНП защита срабатывает согласно заданной уставке (Iср=24 А; tср=1,5 с);
- При одновременной подаче тока одного направления в оба ТТНП установлено, что токи во вторичной цепи вычитаются (что соответствует соединению вторичных обмоток ТТНП на разность токов), а при изменении направления одного из первичных токов, подаваемых в ТТНП – складывались, что указывает на несоответствие заводских маркировок внутренним соединениям одного из трансформаторов тока.

Фидера 104, 305 и 407 отключались от ОЗЗ, т.к. уставка срабатывания данных защит не была отстроена от емкостных токов фидеров (в 2009 году когда пускались - была отстроена, в 2017 - когда сеть кабельная ЗНАЧИТЕЛЬНО разрослась - уже не отстроена). Завод категорические отрицает свою причастность к повреждению - говорит, что у него никаких замыканий не было.

Всем спасибо за участие! Получил много отличных советов!

Главное об электротранспорте и электроэнергетике -> www.proenergo.net

15 (2017-06-20 16:56:48 отредактировано doro)

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

Ну вот, а я уже представителей науки подключил.
Впрочем, для отчета пойдет, а в части глубокого анализа подумать нужно. Нет ли у Вас знакомых студентов в ЮРГПУ (или Новочеркасский политех). Прекрасная тема хоть для бакалаврской, хоть для магистерской диссертации.
Во второй половине июля полагаю провести курсы на тему "Анализ аварийных событий". Великолепная тема для анализа.

16

Re: Странный случай работы ОЗЗ в сети 10кВ (резистивное заземление)

ANTi_13 пишет:

тип – К-Ин97)

Конструкцию отвратительнее этой придумать сложно. До ТТ не добраться.