Princíp činnosti smerovej ochrany nulovej zložky prúdu v elektrických sieťach 110 kV

Prúdová smerová nulová sledová ochrana (TNZNP) sa používa vtedy, keď je potrebné chrániť vysokonapäťové elektrické vedenia pred jednofázovými skratmi - zemnými poruchami na jednom z fázových vodičov v elektrickej sieti. Táto ochrana sa používa ako záložná ochrana pre elektrické vedenia napäťovej triedy 110 kV. Nižšie uvádzame princíp fungovania tejto ochrany, zvážte, ako a pomocou akých zariadení sa TNZNP aplikuje v elektrických sieťach 110 kV.

V elektrotechnike existuje koncept symetrických a nesymetrických systémov fázových prúdov alebo napätí. Symetrický systém zabezpečuje rovnosť fázových prúdov (napätí) trojfázová sieť... V tomto prípade môžu vektory fázových prúdov stáť voči sebe navzájom v priamom, opačnom a tiež nulovom slede (NP).

V kladnom poradí idú vektory fázového prúdu v poradí A, B, C, pričom každá fáza zaostáva za druhou o 120 g.Opačná sekvencia je striedanie fáz A, C, B, uhol fázového posunu je rovnaký — 120 stupňov. V prípade nulovej postupnosti sa vektory troch fáz v smere zhodujú. Asymetrický systém je reprezentovaný ako aktuálna hodnota — geometrický súčet vektorov všetkých zložiek priamej, zápornej a nulovej postupnosti.

Pri bežnej prevádzke časti elektrickej siete je sústava prúdov a napätí symetrická, to isté platí pre fázovo-fázové skraty. V tomto prípade sa napätie aj prúd NP rovnajú nule. V prípade jednofázového zemného spojenia sa systém stáva asymetrickým — dochádza k NP prúdu a napätia.

V tomto prípade sa prúd (napätie) jednej z fáz s nulovou sekvenciou rovná jednej tretine súčtu vektorov asymetrického systému, respektíve súčet vektorov asymetrického systému je trojnásobok prúdu ( napätie) NN.

Výsledky výpočtov skratu v elektrických sieťach tiež ukazujú, že prúd jednofázovej zemnej poruchy v elektrických sieťach sa rovná trojnásobnej hodnote prúdu NP — 3I0 a napätia vznikajúceho medzi neutrálom transformátora a skratom. -bod obvodu — do trojnásobnej hodnoty napätia NP — 3U0.

Princíp činnosti nadprúdovej ochrany s nulovou sekvenciou je kontrolovať hodnotu 3I0 elektrického vedenia a ak dosiahne určitú hodnotu, automaticky vypnúť istič elektrického vedenia s určitým časovým oneskorením.

V praxi sa nevyvážené prúdy 3I0 získavajú na výstupe takzvaného prúdového filtra s nulovou sekvenciou.Tento filter sa získa elektrickým spojením začiatku a konca vinutia prúdových transformátorov každej fázy vedenia.

Pri bežnej prevádzke časti elektrickej siete nie je na výstupe prúdového filtra NP prúd. Pri poruche — páde jedného z fázových vodičov elektrického vedenia na zem, vznikne nerovnováha — objaví sa určitá hodnota prúdu 3I0, ktorej hodnota je pevná na výstupe filtra NP prúdov.

TNZNP, spravidla viacúrovňová ochrana. Každý zo stupňov ochrany má svoj vlastný reakčný čas.Pre zabezpečenie selektivity činnosti ochrany v susedných rozvodniach sú úseky elektrickej siete rozdelené na úseky (oblasti pokrytia). Ochrana teda zabezpečuje ochranu elektrického vedenia napájaného z rozvodne, v ktorej je daný súbor ochrán nainštalovaný, a pôsobí ako záložná ochrana pre susedné rozvodne.

V systéme existuje taký jav ako oscilácia. Ak je skratová ochrana medzi vedeniami, napr. ochrana na diaľku, môže byť pri výskyte tohto javu falošne spustená, potom je falošné spustenie TNZNP vylúčené, pretože táto ochrana reaguje výlučne na výskyt nulovej sekvencie prúdov, ktorých výskyt nie je charakteristický pre jav kolísania v elektrizačnej sústave .

Ochrana rozoberaná v článku je vlastne ochrana proti zemným poruchám, preto má táto ochrana aj alternatívny názov – zemná ochrana (GRP).

Aké zariadenia vykonávajú funkciu ochrany smerového prúdu s nulovou sekvenciou v elektrických sieťach

Na zabezpečenie ochrany elektrického vedenia pred všetkými typmi porúch (jednofázové aj medzifázové skraty) sa používa nulová prúdová ochrana spolu s dištančnou ochranou. Zariadenia, ktoré vykonávajú funkcie týchto ochrán, môžu byť implementované ako na relé s elektromechanickým princípom činnosti, tak na moderných zariadeniach - mikroprocesorových termináloch na ochranu.

Medzi elektromechanickými ochranami sú najobľúbenejšie sady typu EPZ-1636, ktoré majú niekoľko rôznych modifikácií. V moderných podmienkach sa uprednostňuje výstavba nových rozvodní alebo technické dovybavenie starých zariadení zariadenia na ochranu mikroprocesorov… Na realizáciu záložných ochrán vedení 110 kV vrátane TNZNP sa často používajú mikroprocesorové terminály vyrábané ABB, napríklad multifunkčné zariadenie REL650.