«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»

 
44 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
 
î
ôî
ë
ôî
g
U
3
U
U
3
y


, 
(4) 
  активная проводимость изоляции сети  
î
2
ôî
ë
2
ôî
2
ë
2
ôî
g
5
,
0
1
)
U
3
U
(
U
3
U
U
3
g












. 
(5) 
Емкостная  проводимость  изоляции  определяется  как  геометрическая  разность 
между полной и активной проводимостей изоляции сети. 
На основе вышеизложенного разработан метод определения параметров в сети с 
изолированной  нейтралью,  основанный  на  измерении  величин  модулей  линейного 
напряжения,  напряжения  фазы  относительно  земли  после  подключения  между  ней  и 
землей  активной  дополнительной  проводимости.  По  измеренным  величинам  модулей 
линейного  напряжения  и  напряжения  фазы  относительно  земли  после  подключения 
между  ней  и  землей  активной  дополнительной  проводимости  с  учетом  величины 
активной  дополнительной  проводимости  производится  определение  полной,  активной 
и  емкостной  проводимостей  фаз  электрической  сети  относительно  земли  с 
обеспечением удовлетворительной точности. 
Разработанный  метод  поясняется  схемой  электрической  принципиальной 
(рисунок 1), содержащей: трехфазную электрическую сеть с фазами А, В, С; вольтметр 
– PV1, измеряющий величину напряжения фазы относительно земли; вольтметр – PV2, 
измеряющий  величину  линейного  напряжения;  выключатель  нагрузки QF, 
коммутирующий активную дополнительную проводимость между измеряемой фазой и 
землей; активная дополнительная проводимость 
o
g
; активные проводимости изоляции 
сети 
A
g
, 
B
g
, 
C
g
; емкостные проводимости изоляции сети 
A
b
, 
B
b
, 
C
b
. 
Для  определения  параметров  изоляции  производятся  выключателем  нагрузки – 
QF  подключение  активная  дополнительной  проводимость – 
o
g
  между  фазой  сети  и 
землей  и  измерении  вольтметром – PV1 величины  модуля  напряжения  этой  фазы 
относительно  земли,  а  также  измерении  вольтметром – PV2 величины  модуля 
линейного напряжения. 
 
Схема электрическая принципиальная исследования параметров изоляции  
в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью 
 
После  регистрации  величины  модулей  напряжения  фазы  относительно  земли  и 
линейного  напряжения  выключателем QF производим  отключение  активной 
дополнительной проводимости между фазой электрической сети и землей. 
С учетом величины активной дополнительной проводимости g
0
  и коэффициента 
1,73  между  напряжением  фазы  относительно  земли  и  линейного  напряжения  U
л
    по 
результатам измерений величин модулей линейного напряжения U
л
 и напряжения фазы 

 
45 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
относительно  земли  U
фо
  определяются  полная,  активная  и  емкостная  проводимости 
изоляции  сети  с  изолированной  нейтралью  напряжением  до 1000 В  математическими 
формулами (3), (4) и (5). 
Разработанный  метод  не  требует  изготовления  какого-либо  макетного  образца 
измерительного  прибора,  так  как  измерительные  приборы,  которые  необходимы, 
имеются  в  службе  эксплуатации  энергохозяйства,  а  в  качестве  коммутирующего 
аппарата  для  подключения  известной  активной  дополнительной  проводимости  между 
одной  из  фаз  электрической  сети  и  землей  используется  резервный  выключатель 
нагрузки. 
 
 
 
 
АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТИ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКА УТЕЧКИ В СЕТИ 
С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ 
 
Т.М.Аяганов,  Б.Б.Утегулов,  А.Б.Утегулов, А.Б.Уахитова 
 
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова 
 
В  трехфазной  электрической  сети  с  изолированной  нейтралью  при  повреждении 
изоляции требуется определить величину тока утечки. Для определении величины тока 
утечки  разработан  метод  основанный  на  измерении  величин  модулей  линейного 
напряжения и напряжения фаз А, В и С относительно земли до и после подключения 
активной  дополнительной  проводимости 
1
g
  между  фазой  А  электрической  сети  и 
землей. 
При  этом  полагается,  что  имеет  место  повреждение  изоляции  между  фазой  А  и 
землей электрической сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В. 
По измеренным величинам модулей 
л
U
 – линейного напряжения и напряжения 
фаз 
A
U
, 
1
A
U
, 
В
U
, 
1
В
U
, 
С
U
, 
1
С
U
  относительно  земли  до  и  после  подключения 
активной  дополнительной  проводимости 
1
g
  и  с  учетом  активной  дополнительной 
проводимости производится определение тока утечки в трехфазной электрической сети 
с изолированной нейтралью по математической формуле 
.
g
]
)
U
U
(
U
U
4
[
3
U
3
U
U
]
)
U
U
(
U
U
4
[
3
U
3
U
U
]
)
U
U
(
U
U
4
[
3
U
3
U
U
3
I
1
2
2
B
2
C
2
А
2
л
2
А
2
л
1
A
2
2
1
B
2
1
C
2
1
А
2
л
2
1
А
2
л
A
2
2
B
2
C
2
А
2
л
2
А
2
л
2
1
A
ут

















 
(1) 
Полученная  математическая  зависимость  определения  величины  тока  утечки  по 
величинам  модулей 
л
U
 – линейного  напряжения  и  напряжения  фаз 
A
U
, 
1
A
U
, 
В
U
, 
1
В
U
, 
С
U
, 
1
С
U
 относительно земли до и после подключения активной дополнительной 
проводимости 
1
g
  и  с  учетом  активной  дополнительной  проводимости  должна 
обеспечить  удовлетворительную  точность.  Для  определения  изменения  погрешности 
при  определении  тока  утечки  от  измеряемых  величинам  линейного  напряжения  и 
напряжения  фаз 
A
U
, 
1
A
U
, 
В
U
, 
1
В
U
, 
С
U
, 
1
С
U
  относительно  земли  до  и  после 
подключения  активной  дополнительной  проводимости  и  с  учетом  активной 

 
46 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
 
дополнительной  проводимости  исследуем  на  достоверность  путем  определения 
относительной среднеквадратичной погрешности. 
Случайная  относительная  среднеквадратичная  погрешность  определения  тока 
утечки в сети с изолированной нейтралью определяется из формулы (1) 
,
g
]
)
U
U
(
U
U
4
[
3
U
3
U
U
]
)
U
U
(
U
U
4
[
3
U
3
U
U
]
)
U
U
(
U
U
4
[
3
U
3
U
U
3
I
1
2
2
B
2
C
2
А
2
л
2
А
2
л
1
A
2
2
1
B
2
1
C
2
1
А
2
л
2
1
А
2
л
A
2
2
B
2
C
2
А
2
л
2
А
2
л
2
1
A
ут

















 
где  U
Л
, U
А
, U
В
, U
С
, U
А1
, U
В1
, U
С1
, g
1
 – величины,  определяющие  ток  утечки  в  сети  с 
изолированной нейтралью, получаемые прямым измерением. 
Относительная  среднеквадратичная  погрешность  метода  при  определении  тока 
утечки в сети с изолированной нейтралью определяется из выражения  
,
g
g
I
U
U
I
U
U
I
U
U
I
U
U
I
U
U
I
U
U
I
U
U
I
I
1
I
2
1
2
1
ут
2
1
С
2
С1
ут
2
С
2
С
ут
2
1
В
2
В1
ут
2
В
2
В
ут
2
1
А
2
А1
ут
2
А
2
А
ут
2
л
2
л
ут
ут
*
ут



















































































 
(2) 
где 
л
ут
U
I


; 
А
ут
U
I


; 
А1
ут
U
I


; 
В
ут
U
I


; 
В1
ут
U
I


; 
С
ут
U
I


; 
С1
ут
U
I


; 
1
ут
g
I


 – частные производные 
функции I
о
 = f(U
Л
, U
А
, U
В
, U
С
, U
А1
, U
В1
, U
С1
, g
1
). 
Здесь  ΔU
Л
,  ΔU
А
,  ΔU
В
,  ΔU
С
,  ΔU
А1
,  ΔU
В1
,  ΔU
С1
,  Δg
1
 – абсолютные  погрешности 
прямых  измерений  величин  U
Л
, U
А
, U
В
, U
С
, U
А1
, U
В1
, U
С1
, g
1
,  которые  определяются 
следующими выражениями: 
ΔU
л
 = U
л
 ΔU
л*
;   ΔU
А
 = U
А
 ΔU
А*
;   ΔU
В
 = U
В
 · ΔU
В*
;   ΔU
С
 = U
С
 ΔU
С*
; 
 
ΔU
А1
 = U
А1
 ΔU
А1*
;   ΔU
В1
 = U
В1
 ΔU
В1*
;   ΔU
С1
 = U
С1
 ΔU
С1*
;   Δg
1
 = g
1
 Δg
1*
. 
(3) 
Для  определения  погрешности  измерительных  приборов  принимаем,  что  ΔU
Л*
 
=ΔU
А*
 =ΔU
В*
 =ΔU
С*
 =ΔU
А1*
 =ΔU
В1*
 =ΔU
С1*
 =Δg
1*
= ΔU
*
, 
где  ΔU
*
 
относительная погрешность измерительных цепей напряжений; 
 
Δg
1*
 
относительная погрешность измерительного прибора, измеряющего ток 
которое подключается между одной из фаз электроустановки и землей. 
Для  упрощения  решения  уравнений  при  определении  относительной 
среднеквадратичной  погрешности  метода  определения  тока  утечки  в  сети  с 
изолированной нейтралью вводятся следующие обозначения: 


;
U
U
3
U
U
12
U
3
U
А
2
2
В
2
С
2
Л
2
A
2
А
2
л





 


;
U
U
3
U
U
12
U
3
U
В
2
2
1
В
2
1
С
2
Л
2
1
A
2
1
А
2
л





 


;
U
U
3
U
U
12
С
2
2
В
2
С
2
Л
2
A





.
U
U
3
U
U
12
D
2
2
1
В
2
1
С
2
Л
2
1
A



 
(4) 

 
47 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
Определяем частные производные функции 
ут
I   =  f(U
Л
, U
А
, U
В
, U
С
, U
А1
, U
В1
, U
С1
, 
g
1
) по переменным U
Л
, U
А
, U
В
, U
С
, U
А1
, U
В1
, U
С1
, g
1
: 




;
BDAC
A
U
B
U
CA
U
U
U
6
DB
U
U
6
C
A
D
B
U
U
g
U
3
U
I
2
1
A
A
2
A
Л
2
1
А
2
Л
3
А
2
2
Л
A
1
2
1
A
Л
ут













 


;
AC
A
U
B
U
СBA
)
U
2
1
(
B
U
3
g
U
3
U
I
2
1
A
A
2
2
Л
2
A
1
2
1
A
A
ут
















;
AC
A
U
B
U
B
U
U
g
U
U
U
3
3
U
I
2
1
A
A
2
В
2
С
1
В
A
2
1
A
B
ут






 
 
 


;
BD
A
U
B
U
A
U
g
U
U
3
6
A
g
U
U
3
3
BD
A
g
U
3
2
D
B
A
g
U
U
3
2
U
I
2
1
A
A
2
л
1
A
3
1
A
1
A
3
1
A
2
1
2
1
A
2
1
A
1
A
1
A
ут








 




;
BD
A
U
B
U
A
U
U
g
U
U
U
3
3
U
I
2
1
A
A
2
1
В
2
1
С
1
1
В
A
2
1
A
1
В
ут





    




;
AC
A
U
B
U
B
U
U
g
U
U
U
3
3
U
I
2
1
A
A
2
В
2
С
1
С
A
2
1
A
C
ут





 




;
BD
A
U
B
U
A
U
U
g
U
U
U
3
3
U
I
2
1
A
A
2
1
В
2
1
С
1
1
С
A
2
1
A
1
C
ут






.
A
U
B
U
A
U
3
g
I
1
A
A
2
1
A
1
ут




 
(5) 
С учетом принятого упрощения математического описания (4), решаем уравнение 
(2), подставив в него значения частных производных уравнения (5) и значения частных 
абсолютных погрешностей (3), при этом, полагая, что ΔU
*
= Δ
*
, тогда получим  


 
 
 




 




 




 




 


   






.
BDAC
A
U
B
U
D
B
СBA
)
U
2
1
(
B
U
3
D
C
A
U
B
U
B
A
U
BD
B
U
U
U
U
U
3
BD
B
U
U
U
U
U
3
АC
А
U
U
U
U
U
3
АC
А
U
U
U
U
U
3
АC
A
U
U
U
6
A
U
U
3
BD
A
U
2
D
B
A
U
2
CA
U
U
U
6
DB
U
U
6
C
A
D
B
U
U
g
U
3
I
1
I
2
2
1
A
A
2
2
2
2
Л
2
A
2
2
2
1
A
A
2
4
2
1
A
2
2
2
В
2
С
B
A
1
A
2
2
2
В
2
С
С
A
1
A
2
2
2
1
В
2
1
С
1
В
A
1
A
2
2
2
1
В
2
1
С
1
С
A
1
A
2
2
2
л
A
2
1
A
A
2
1
A
2
1
A
2
A
2
2
A
Л
2
1
А
2
Л
3
А
2
2
Л
A
1
1
A
ут
*
ут




















































 
(6) 
Для определения среднеквадратичной относительной погрешности подставляем 
в формулу (6) вместо 
ут
I  формулу (1) после преобразования получим 

 
48 

жүктеу/скачать 5,59 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: