Основным видом повреждений изоляции в сетях 6-35 кВ являются однофазные частичные или полные пробои изоляции, приводящие к появлению перенапряжений, разрушениям изоляции участков сети, длительным перерывам электроснабжения потребителей. Непременным признаком существования однофазных повреждений является практически одинаковые во всей сети повышения напряжения нулевой последовательности. Применяемые на практике приемы селективного определения поврежденного участка сети, использующие информацию о токах нулевой последовательности, не обеспечивают быстрое и надежное решение. Часто «поиск земли» производится путем поочередного отключения-включения питающих фидеров с созданием опасных для изоляции перенапряжений. При длительном существовании однофазных замыканий происходит разрушение изоляции в месте повреждения и однофазные замыкания переходят в двухфазные и трехфазные КЗ, отключаемые токовой защитой.

Как показывает практика, процесс повреждения фазной изоляции до состояния ее пробоя является длительным. Он может растянуться на время от десятков минут до нескольких суток. Поэтому так актуально создание систем селективного и надежного распознавания зон сети с начинающимися повреждениями изоляции для принятия мер по своевременному выводу оборудования в ремонт до наступления факта аварийного отключения. Внедрение устройства  «НЕВА-ОПФ»  позволяет уменьшить ущербы из-за перерывов электроснабжения, сократить затраты на ремонтно-восстановительные работы.

Устройство «НЕВА-ОПФ» используется в сетях,  имеющих следующие режимы нейтралей:

• изолированная нейтраль;
• компенсированная нейтраль (при любых настройках дугогасящих реакторов);
• резистивно-заземленная нейтраль (при низкоомном и высокоомном заземлении);
• смешанное активно-индуктивное заземление нейтрали.

Программное обеспечение устройства — программа «ОПФ»,  может выполнять расчеты для произвольного количества гальванически не связанных электрических сетей, получающих питание от раздельно работающих секций шин объекта. Программа имеет два режима работы: «автоматический» и «ручной» по запросу оператора.

«Автоматический» является основным режимом работы программы «ОПФ» и не требует дополнительных действий со стороны обслуживающего персонала. Программа «ОПФ» контролирует появление в папке программы новых файлов осциллограмм аварийных событий и автоматически проверяет их на наличие однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) путем сравнения уровней напряжения нулевой последовательности на каждой из раздельно работающих (гальванически не связанных) секций шин объекта с заданным пороговым значением уставки. В случае определения ОЗЗ по специальным алгоритмам выполняется анализ токов нулевой последовательности всех присоединений, получающих питание от секции шин с зафиксированным повреждением с целью определения поврежденного фидера.

Результатом работы программы «ОПФ» является «Протокол определения поврежденного фидера», содержащий информацию о поврежденном фидере.  На основании полученных данных оперативный персонал самостоятельно принимает решение об отключении поврежденного присоединения.

В итоговом Протоколе по каждой из секций шин (присоединений) представлена следующая информация:

•  «Секция» – наименование секции шин (присоединения);
•  «Время начала аварии» – зафиксированное время возникновения аварии;
•  «Состояние секции» – признак аварийной/неаварийной секции;
•  «Тип аварии» - тип повреждения (установившееся ОЗЗ, «клевок» и т.д.);
• «Поврежденный фидер» – наименование выявленного поврежденного фидера присоединения.

Примечание: в случае сложных аварий с неустойчивым однофазным повреждением для каждого из присоединений в итоговом Протоколе может быть сформировано несколько строк, с указанием разных времен возникновения аварии и их типов.

Дополнительно к итоговому протоколу для секции шин («присоединения»), в которой обнаружено повреждение, создается подробный протокол работы программы «ОПФ».

В случае выявления самоустранившихся пробоев изоляции и продолжении работы программа контролирует параметры повреждений и, в случае превышения заданных пороговых значений, выдает сообщение о необходимости вывода фидера с развивающимся повреждением изоляции из работы. Детальная информация о параметрах всех зафиксированных в сетях объекта режимов однофазных замыканий на землю может быть получена на основании анализа файла результатов работы программы «ОПФ», содержащего подробную информацию о параметрах повреждений.

Протоколы результатов анализа  можно посмотреть на экране с помощью установленного в операционной системе «по умолчанию» интернет-браузера. Результаты работы программы «ОПФ» также отображаются в программе «Таблица событий» (входит в состав поставки ПО «СКАДА‑НЕВА»), и  графически отображаются  в программе «Мнемосхема» из состава ПО «СКАДА‑НЕВА» (не входит в стандартный комплект поставки).

Примеры графического отображения 

Статическая информация о режимах ОЗЗ

Все результаты определения поврежденного фидера сохраняются в файле данных в формате «xml». Для каждой из секций объекта сохраняется следующая информация:

• идентификатор секции;
• общее количество зафиксированных повреждений;
• для каждого из повреждений сохраняется:
• дата и время возникновения;
  • идентификатор(ы) поврежденного фидера(ов);
  • тип повреждения (установившееся ОЗЗ, «клевок», дуговое ОЗЗ и т.д.);
  • величина тока в переходном процессе;
  • величина тока установившегося ОЗЗ;
  • величина активной энергии в переходном процессе.

Просмотр вышеуказанной информации о работе «ОПФ» может быть выполнен с использованием любой программы, позволяющей обрабатывать файлы в формате «xml», например, программы «Microsoft Excel». Информация может быть использована:

• для выполнения автоматического или ручного анализа степени повреждаемости кабельных линий с целью вывода их в ремонт до возникновения полноценного повреждения;
• для уточнения реальных данных о наиболее часто возникающих типах повреждений, что позволит адекватно выставить весовые коэффициенты различных алгоритмов;
• для уточнения реальных данных о токах замыкания на землю (суммарном, токах отдельных фидеров, токах высших гармоник) с целью уточнения уставок выявления поврежденного присоединения.