Preview

Agricultural Engineering (Moscow)

Advanced search

STUDY OF SINGLE-PHASE EARTH FAULT IN ELECTRICAL NETWORKS OF 6-35 KV WITH AN ISOLATED NEUTRAL

https://doi.org/10.26897/2687-1149-2022-3-73-79

Abstract

Ground faults in networks with an isolated neutral are not switched off by relay line protections due to low capacitive currents. It is recommended to disconnect the line with a earth fault as quickly as possible, but sometimes it is difficult to find and localize the damage. To analyze the emergency mode of single-phase ground fault in networks with an isolated neutral, the phase coordinate method for calculating phase voltages is used. At the point of damage, the values of the phase-to-phase voltages remain unchanged, and the phase voltages change. Real research and analysis of electrical network modes of 6-35 kV with an isolated neutral is rather time-consuming task. Therefore, the calculation of phase voltages at the substation during an earth fault is carried out through the transition resistance on the line based on the phase coordinate method. The authors developed a virtual model of studied power transmission line for analyzing asymmetric modes of three-phase networks and checking the operability of the method in the MATLAB Simulink simulation package. The simulation results showed that there was no discrepancy between the voltage and current values of the original model in phase coordinates and the Simulink model. As a result of the research, the authors have found that the phase coordinate method helps calculate emergency modes with the overlay of several component accidents taking into account load currents. The model in phase coordinates will allow analyzing relay protection operation at high speed under different operating modes of the electric power system.

About the Authors

EVGENIY A. Sbitnev
Nizhny Novgorod State University of Engineering and Economic
Russian Federation


VLADIMIR L. Osokin
Nizhny Novgorod State University of Engineering and Economic
Russian Federation


MAKSIM S. Zhuzhin
Nizhny Novgorod State University of Engineering and Economic
Russian Federation


References

1. Козлов А.В., Шевцов И.С. Анализ аварийности сельских электрических сетей 0,38 кВ в ООО «АКС» «Амурэлек-тросетьсервис» // Инновационная наука. 2021. № 7. С. 50-54.

2. Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем; Под ред. Л.А. Жукова. М.: Энергия, 1979. 456 с.

3. Лабуз И.В., Загороднев Я.А., Мусорина О.С. Моделирование аварийных режимов распределительной электрической сети 10/0,38 кВ с накопителями электро-энергии // Инновации. Наука. Образование. 2021. № 33. С. 1391-1404.

4. Сбитнев Е.А., Жужин М.С. Анализ аварийности сельских электрических сетей 0,38 кВ Нижегородской энергосистемы // Вестник НГИЭИ. 2020. № 11 (114). С. 36-47. https://doi.org/10.24411/2227-9407-2020-10104

5. Борковский С.О., Горева Т.С., Горева Т.И. Проблема диагностики однофазных замыканий на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю // Фундаментальные исследования. 2014. № 9-5. С. 954-959.

6. Папков Б.В., Осокин В.Л., Дулепов Д.Е. Оценка вероятностей несимметричных режимов систем электроснабжения // Вестник НГИЭИ. 2021. № 4 (119). С. 31-41.

7. Папков Б.В., Илюшин П.В., Куликов А.Л. Надежность и эффективность современного электроснабжения: Монография. Нижний Новгород: Научно-издательский центр «XXI век», 2021. 160 с.

8. Зацаринная Ю.Н., Рахматуллин Р.Р., Хабибуллин М.Н. Защита сетей с изолированной нейтралью от однофазных замыканий на землю // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17, № 3. С. 75-76.

9. Попов Н.М., Клочков А.Н. Методика расчета сложных режимов в сетях с изолированной нейтралью // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2010. № 11. С. 52-57.

10. Клочков А.Н. Методика расчета и обнаружения замыканий на землю с обрывами фазного провода в сельских сетях 10 кВ // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 8. С. 68-70.

11. Солдатов В.А., Попов Н.М. Моделирование трансформаторов распределительных сетей в фазных координатах: Деп. рукопись № 1308-В2003. ВИНИТИ, 08.07.2003. Кострома, 2003. 53 с.

12. Солдатов В.А., Попов Н.М. Моделирование параметров К-фазных линий электропередачи в фазных координатах. Деп. рукопись № 1306-В2003. ВИНИТИ, 08.07.2003. Кострома, 2003. 27 с.

13. Устройство для отключения линии с замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью: патент № 2733202 С1 Российская Федерация, МПК Н02Н 3/16 / Н.М. Попов, В.Л. Осокин, Е.А. Сбитнев; заявл. 18.02.2020; опубл. 30.09.2020, Бюл. № 28.


Review

For citations:


Sbitnev E.A., Osokin V.L., Zhuzhin M.S. STUDY OF SINGLE-PHASE EARTH FAULT IN ELECTRICAL NETWORKS OF 6-35 KV WITH AN ISOLATED NEUTRAL. Agricultural Engineering (Moscow). 2022;24(3):73-79. (In Russ.) https://doi.org/10.26897/2687-1149-2022-3-73-79

Views: 161


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


ISSN 2687-1149 (Print)
ISSN 2687-1130 (Online)