Устройство защиты от однофазного замыкания на землю в линии электропередачи трехфазной сети с изолированной нейтралью

Настоящая полезная модель относится к области электротехники и электроэнергетики.
Из существующего уровня техники известен способ централизованной селективной защиты от замыканий на землю в распределительной электрической сети, который в качестве устройства измерения тока однофазного замыкания на землю в линии электропередачи (далее - ЛЭП) используют специальные трансформаторы тока нулевой последовательности (далее - ТТНП) кабельного типа (RU 2565060 C2, опубликовано 20.10.2015).
Традиционно защиты от однофазных замыканий на землю (далее - ОЗЗ) в трехфазных сетях с изолированной нейтралью в качестве устройства измерения тока однофазного замыкания на землю в ЛЭП используют специальные трансформаторы тока нулевой последовательности кабельного типа (Шабад М.А. Защита от однофазных замыканий на землю в сетях 6-35 кВ. Санкт-Петербург: Изд. ПЭИпк, 2001).
Недостатком данного технического решения является отсутствие возможности измерения тока однофазного замыкания на землю в ячейке ЛЭП, в концевой разделке кабеля кабельной ЛЭП (далее - КЛ) и в кабеле до места установки ТТНП, что ведет к отказу защит от ОЗЗ линий электропередачи.
Непростая ситуация возникает при ОЗЗ на кабельной разделке и до места установки трансформатора тока нулевой последовательности. При этом повреждении защита рассматриваемого присоединения от ОЗЗ не срабатывает, так как ток нулевой последовательности протекает от сборных шин до места замыкания, не попадая в кабельный трансформатор тока (Справочник электрика и энергетика «Элекаб»).
С другой стороны, при разделке кабеля приходится обрывать экраны, что приводит к сильному искажению электрического поля у среза экрана. Концентрация напряжённости электрического поля в одном месте создаёт неблагоприятные условия работы изоляции кабеля. Возникающие вследствие этого разряды вызывают ускоренное старение и существенно уменьшают срок службы изоляции. Вырывание напряженности электрического поля в разделке кабеля относится по сложности к наиболее высокотехнологичной задаче современной кабельной техники.
Недостатком данного технического решения является отказ защиты от ОЗЗ в случае однофазного замыкания на землю в ячейке ЛЭП, в разделке кабеля и в кабеле до места установки ТТНП.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении арсенала технических средств в области релейной защиты и автоматики систем электроснабжения, повышении надёжности электроснабжения потребителей.
Данная задача достигается за счет того, что заявленное устройство защиты от однофазного замыкания на землю в ЛЭП трёхфазной сети с изолированной нейтралью характеризуется тем, что оно включает по меньшей мере два канала измерения тока однофазного замыкания на землю: канал измерения сигналов фазных трансформаторов тока (далее - ТТ) ячейки линии электропередачи, соединенных по схеме фильтра токов нулевой последовательности (далее - ФТНП) и канал измерения сигнала кабельного ТТНП. ФТНП заявленного устройства может быть реализован на штатных встроенных ТТ ячейки линии электропередачи.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность контроля тока ОЗЗ в ячейке ЛЭП, в кабельных разделках и в кабелях до места установки ТТНП
Устройство поясняется чертежом, на котором изображена ячейка линии электропередачи.
Устройство  защиты от однофазного замыкания на землю (1) в линии электропередачи характеризуется тем, что оно включает два канала измерения тока ОЗЗ: сигналы ФТНП (2) и сигналы ТТНП (3). Причем устанавливают ФТНП на вводах ячейки (5) линии электропередачи.
Устройство работает следующим образом. В случае возникновения ОЗЗ в ячейке ЛЭП, кабеле до места установки ТТНП, кабельных разделках (4) и кабелях КЛ или в воздушной ЛЭП устройство (1) анализирует параметры токов, формирует и передает сигнал ОЗЗ.
Устройство защиты от однофазного замыкания на землю в линии электропередачи трехфазной сети с изолированной нейтралью опробовано и проверено сигналами фазных ТТ ячейки, записанными регистратором аварийных событий при однофазном замыкании на землю в линии электропередачи трехфазной сети с изолированной нейтралью.