Фильтр напряжения нулевой последовательности – Напряжение нулевой последовательности (3Uo): схемы, применение, смысл

Напряжение нулевой последовательности (3Uo): схемы, применение, смысл

Система трехфазных напряжений в нормальном режиме работы является симметричной. Но, стоит произойти короткому замыканию, как симметрия нарушается. Для удобства распознавания видов КЗ и проведения расчетов применяется метод симметричных составляющих. Согласно ему любую трехфазную систему с момента КЗ можно, для удобства расчетов, представить в виде суммы напряжений трех симметричных систем:

• прямой последовательности;
• обратной последовательности;
• нулевой последовательности.

Все они являются мнимыми величинами, не существующими на самом деле. Но с помощью некоторых ухищрений их можно сделать реально осязаемыми, и применить на практике.

Устройства, выделяющие из системы трехфазных напряжений напряжение нужной последовательности, называют фильтрами. Рассмотрим одно из таких устройств, применяемое на практике для фиксации замыканий на землю.

Назначение дополнительных обмоток ТН

Особенностью напряжения нулевой последовательности (3Uo) является тот факт, что оно не появляется в результате междуфазных замыканий, а является только следствием КЗ на землю. Причем, не важно, где происходит замыкание: в электроустановке с изолированной или глухозаземленной нейтралью.

Фильтром для выделения этой величины являются специальные обмотки трансформаторов напряжения (ТН).

Этот процесс происходит по-разному в зависимости от конструкции трансформаторов. Если используются три одинаковых ТН, у каждого из них имеется специальная обмотка, выводы которой обозначены буквами «Ад» и «Хд». Эти обмотки соединяются между собой последовательно, с обязательным соблюдением направления. Провод от вывода «Хд» фазы «А» идет на вывод «Ад» фазы «В» и так далее. Такая схема включения называется разомкнутым треугольником.

В итоге на оставшихся разомкнутыми выводах «Ад» первой фазы и «Хд» последней в любого случае повреждения в сети, связанного с замыканием на землю, появится 3Uo. Можно его измерить, а также использовать для работы сигнализации, подключив к обмотке реле напряжения. Можно использовать и для работы защит, но об этом – немного позднее.

В трансформаторах напряжения, объединяющих обмотки трех фаз в одном корпусе, не требуется выполнять внешние соединения для фильтра 3Uo. Все уже выполнено заранее, внутри корпуса трансформатора.

Если в предыдущем случае выделение 3Uo происходит путем последовательного сложения векторов напряжений за счет коммутации проводников, то внутри трехфазного ТН это происходит за счет сложения магнитных потоков в сердечнике. Поэтому, в зависимости от его формы, внутренняя схема соединений обмоток Ад-Хд может отличаться.

Но сути это не меняет: в итоге на корпусе рядом с выводами основных обмоток, использующихся для учета, измерения и защиты, появляется выводы от объединенной дополнительной обмотки 3Uo. Обозначается она точно так же, как и на однофазных ТН.

Интересное видео о ТЗНП смотрите ниже:

Сигнализация о замыкании на землю

В сетях 6-10 кВ, где нейтраль изолирована, работа с «землей» возможна некоторое время. Но замыкание нужно активно искать. И чем раньше начнется поиск, тем лучше.

Для контроля изоляции используются вольтметры, подключенные к обмоткам ТН на фазные напряжения.

В сети без повреждений все они показывают одинаковую величину. Стоит случиться однофазному замыканию, как показания вольтметра поврежденной фазы снизятся. Вольтметр покажет ноль при полном устойчивом КЗ. Так определяется фаза с повреждением.

Но, чтобы взглянуть на вольтметры, нужно сгенерировать предупредительный сигнал.

Для этого используется контроль величины 3Uo с помощью реле.

При его срабатывании зажигается табло, привлекающее к себе внимание.

Величину 3Uo принято регистрировать с помощью самопишущих приборов, а также она обязательно записывается аварийными осциллографами или микропроцессорными терминалами в момент любой аварии, даже не связанной с замыканиями на землю.

Еще один пример применения сигнализации, работающей от 3Uo, связан с эксплуатацией установок компенсации емкостных токов.

Отключать разъединитель дугогасящей катушки запрещено при наличии «земли» в сети. Для этого рядом с коммутационным устройством устанавливается индикаторная лампа, либо блок-замок рукоятки блокируется при наличии 3Uo системой автоматики.

Использование 3Uo в составе защит

В сетях с изолированной нейтралью совместное использование напряжений и токов нулевой последовательности позволяет определить направление на точку короткого замыкания. Но в настоящее время существуют более эффективные методы точного определения места повреждения в этих сетях.

Гораздо большую пользу подобная схема приносит в сетях в глухозаземленной нейтралью (ЛЭП-110 кВ и выше).

Подключение напряжения 3Uo (нулевой последовательности) и тока 3Io к обмоткам реле направления мощности позволяет определить, произошло ли однофазное КЗ в линии или вне ее. Так обеспечивается селективность работы защиты от однофазных замыканий на землю.

pue8.ru

Фильтр — напряжение — нулевая последовательность

Фильтр — напряжение — нулевая последовательность

Cтраница 1

Фильтр напряжений нулевой последовательности может быть получен и с помощью трех равных сопротивлений, соединенных звездой и приключенных к трехфазной цепи.  [1]

Фильтры напряжения нулевой последовательности применяются для контроля исправности цепей напряжения и для блокировки дистанционных защит, которые могут сработать ложно при неисправности цепей напряжения.  [3]

Фильтр напряжения нулевой последовательности выполнен с помощью трех одинаковых конденсаторов С, С2 и С3, включенных по схеме звезды. Исполнительным органом устройства служит электромагнитное реле напряжения, включаемое между нулевой точкой звезды конденсаторов и нулевым проводом нейтрали вторичной обмотки измерительного трансформатора, при помощи выпрямительного моста В. Для предотвращения ненужного действия блокировки при замыканиях на землю в сети высокого напряжения, сопровождающихся появлением напряжения нулевой последовательности, в цепь обмотки исполнительного реле включены размыкающие контакты реле то ка нулевой последовательности.  [5]

В качестве фильтров напряжения нулевой последовательности часто применяются TV ( см. гл. Однако они, в отличие от ТА, способны без существенных искажений трансформировать составляющие переходного процесса с частотами только до нескольких килогерц. При больших частотах начинают сказываться меж-витковые емкости первичных обмоток TV; приходится также учитывать возникающие в них переходные процессы. Поэтому для направленных защит, использующих начальные значения переходных токов, вопрос о вторичных напряжениях требует особого рассмотрения. Для упрощенных защит с магнитными зондами иногда напряжения берутся, например, с антенн.  [7]

Устройство состоит из фильтра напряжения нулевой последовательности, образованного тремя одинаковыми емкостями Ci, Cj и Сз, исполнительного органа ( реле РН), контакты которого контролируют цепи релейных защит, и реле тока нулевой последовательности РТ0 ( рис. П1 — 189), назначение которого — предотвратить ложную работу устройства при замыканиях на землю в сети, так как при этом появляется напряжение нулевой последовательности, могущее обусловить срабатывание реле РН.  [8]

Реле КРБ-11 имеет емкостной фильтр напряжения нулевой последовательности и предназначается для блокировки устройств релейной защиты, которые могут ложно срабатывать при обрывах в цепях трансформатора напряжения.  [9]

При симметричных проводимостях фаз относительно земли фильтр напряжения нулевой последовательности

не работает и через реле проходит только ток вентилей. При возникновении асимметрии сопротивления изоляции появляется напряжение нулевой последовательности, и величина тока, проходящего через реле, увеличивается. Предполагается, что при полной симметрии нет замыкания на землю, а значит, нет непосредственной опасности поражения, поэтому уставка должна обеспечивать минимально допустимый уровень сопротивления изоляции. Крайняя несимметрия возникает при замыкании на землю, а также при прикосновении человека к фазе.  [11]

Схема устройства КРБ-13 показана на рис. 4.15. Фильтр напряжения нулевой последовательности выполнен с пбмощью трех одинаковых конденсаторов С1, С2 и СЗ, включенных по схеме звезды.  [13]

Реле повышения напряжения блокировки, включенное через фильтр напряжения нулевой последовательности

, отстраивается от Напряжения небаланса в условиях нормального режима.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

9.4. Фильтры токов и напряжений нулевой последовательности

Для получения составляющих токов I₀ возможно использо­вание трехтрансформаторных фильтров (см. §3.5), применя­емых в сетях с глухозаземленными нейтралями или специаль­ных трансформаторов тока нулевой последовательности (рис. 9.6). Как уже отмечалось, токи очень малы, поэтому трехтрансформаторные фильтры не могут применяться.

Действительно, выполнение чувствительной селективной сигнализации с использованием обычных трансформаторов тока и электромеханических реле встречает ряд серьезных трудностей:

1) номинальный ток обычных ТТ выбирается по току на­грузки линии, и поэтому они имеют сравнительно большие коэффициенты трансформации. Вследствие этого вторичный ток замыкания на землю имеет очень малое значение. Так, например, если ток замыкания на землю составляет 18 А, а ТТ имеют коэффициент трансформации 600/5, то вторичный ток равен 0,15 А;

2) для включения на такой ток необходимо выбрать самое чувствительное токовое реле РТ-40/0,2, которое имеет сопро­тивление обмоток 80 Ом. Включение реле с такими большими сопротивлениями приводит к тому, что только часть тока по­падает в реле, а другая часть, называемая током отсоса, беспо­лезно замыкается через вторичные обмотки ТТ неповрежден­ных фаз. Ток отсоса может достигать 40-50%.

Значительно большую чувствительность обеспечивает сиг­нализация при однофазных замыканиях на землю, выполня­емая на специальных ТТ НП (ТНП), имеющих на выходе ма­лые токи небаланса и позволяющие благодаря этому выпол­нить более чувствительные РЗ. Устройство ТНП показано на рис. 9.6, а. Магнитопровод

1, собранный из листов трансформа­торной стали, имеет обычно форму кольца или прямоугольни­ка, охватывающего все три фазы защищаемой кабельной ЛЭП. Провода фаз А, В, С, проходящие через отверстие ТИП, явля­ются первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка 2 располагается на магнитопроводе с числом витков w = 20 30.Токи фаз I_А, I_В и I_С создают в магнитопроводе соответст­вующие магнитные потоки Ф_А, Ф_В, Ф_С, которые, складываясь, образуют результирующий поток:

Ф_рез = Ф_А+ Ф_В+ Ф_С . (9.16)

Так как сумма токов I_А+ I_В+ I_С =3I₀, то можно сказать, что результирующий поток, создаваемый первичными токами ТНП, пропорционален составляющей тока НП:

Ф_рез = k ·3I₀. (9.17)

Поток Ф_рез , а следовательно, вторичная ЭДС Е₂ и вторич­ный ток I₂ могут возникнуть только при условии, что сумма токов фаз не равна нулю, или, иначе говоря, когда фазные то­ки, проходящие через ТНП, содержат составляющую

I₀. Поэто­му ток во вторичной цепи ТНП будет появляться только при замыкании на землю. В режиме нагрузки, трехфазного и двух­фазного КЗ (без замыкания на землю) сумма токов фаз I_А+ I_В+ I_С = 0, и поэтому ток в реле отсутствует (Ф_рез = 0).

Однако, поскольку из-за неодинакового расположения фаз А, В и С относительно вторичной обмотки ТНП коэффициенты взаимоиндукции этих фаз с вторичной обмоткой различны, несмотря на полную симметрию первичных токов, сумма их магнитных потоков в нормальном режиме не равна нулю. Появляется магнитный поток небаланса (Ф_рез = Ф_нб), вызы­вающий во вторичной обмотке ЭДС и ток I_нб. Ток небаланса ТНП значительно меньше, чем в трехтрансформаторном филь­тре. Это объясняется тем, что в последнем суммируются вто­ричные токи, которые искажены погрешностью трансформа­ции (

I_нам), особенно проявляющейся при насыщении стали сердечника при токах КЗ, в то время как в ТНП трансформа­ция тока не вызывает небаланса. В ТНП суммируются магнито­движущие силы одновитковых первичных обмоток, сумма которых при междуфазных КЗ равна нулю. Ток I_нб во вторич­ной обмотке ТНП зависит только от несимметрии расположе­ния фаз первичного тока.

Для получения наибольшей мощности от ТНП, а следова­тельно, и максимальной чувствительности реле, питающихся от ТНП, сопротивление обмотки реле Z_Р должно равняться сопротивлению ТНП. Пренебрегая сопротивлением вторич­ной обмотки Z₂, согласно рис. 9.6, б получаем Z_ТНП = Z_нам; тогда условие отдачи максимальной мощности можно выра­зить равенством

Z_р = Z_нам. (9.18)

Из эквивалентной схемы ТНП (рис. 9.6, б) видно, что при выполнении условия (9.18) вторичный ток, поступающий в реле, и ток намагничивания оказываются одинаковыми: I_нам = I_р. Отсюда следует, что погрешность ТНП достигает примерно 50%. При столь большой погрешности нельзя вычис­лять вторичный ток по первичному, пользуясь коэффициен­том трансформации k_I = w₁/w₂. Поэтому чувствительность защиты, включенной на ТНП, оценивается по значению пер­вичного тока, при котором обеспечивается действие защиты. В ряде случаев она должна быть на уровне долей одного ампера. При малых значениях 3

I₀ ТНП работает в начальной части характеристики намагничивания, при которой МДС, созданная одновитковым ТНП, очень мала. Таким образом, для обеспечения необходимой чувствительности, кроме кон­структивных улучшений ТНП, требуется применение высоко­чувствительных ИО.

Для защиты линий ТНП выполняются только кабельного типа (ТЗ, ТЗЛ, ТФ). При необходимости осуществления РЗ воздушных ЛЭП делается кабельная вставка, на которой устанавливается ТНП. Для кабельных ЛЭП изготовляются ТНП типа ТЗ с неразъемным магнитопроводом, надеваемым на кабель до монтажа воронки, и типов ТЗР и ТФ с разъемным магнитопроводом, которые можно устанавливать на кабелях, находящихся в эксплуатации, без снятия кабельной воронки.

При прохождении токов I_бр по оболочке неповрежденного кабеля, охваченного ТНП, в реле РЗ появляется ток, от кото­рого РЗ может подействовать неправильно. Эти токи появля­ются при замыканиях на землю вблизи кабеля или при работе сварочных аппаратов.

Для исключения ложной работы РЗ необходимо компенси­ровать влияние блуждающих токов, замыкающихся по свинцо­вой оболочке и броне кабеля. С этой целью воронка и оболоч­ка кабеля на участке от воронки до ТНП изолируются от зем­ли (рис. 9.6, в), а заземляющий провод присоединяется к во­ронке кабеля и пропускается через окно ТНП. При таком ис­полнении ток, проходящий по броне кабеля, возвращается по заземляющему проводу, поэтому магнитные потоки в магнитопроводе ТНП от токов в броне и проводе взаимно уничто­жаются. Магнитопровод ТНП должен быть надежно изолиро­ван от брони кабеля.

studfiles.net

Фильтр — напряжение — нулевая последовательность

Фильтр — напряжение — нулевая последовательность

Cтраница 4

Однако при разземле-нии нейтрали первичные обмотки трансформатора напряжения окажутся включенными не на фазные напряжения, а на напряжения фаз по отношению к нулевой точке системы междуфазных напряжений. Они в отличие от фазных напряжений не содержат составляющих нулевой последовательности, поэтому вторичная обмотка ТН, соединенная в разомкнутый треугольник, не может быть использована для контроля состояния изоляции сети как фильтр напряжения нулевой последовательности.  [46]

Фильтры нулевой последовательности наиболее просты. Выше был рассмотрен фильтр напряжения нулевой последовательности ( ФННП), используемый для подключения цепей напряжения в схемах защит or замыканий на землю.  [47]

Представляет интерес разработка и использование устройств безтрансформаторного контроля изоляции. В этом случае трансформатор напряжения необходим только для измерения и его нейтраль можно разземлить, а необходимость в защите самого трансформатора отпадает. Для сетей напряжением 6 — 10 кВ в Ульяновском политехническом институте разработаны такие устройства, основанные на использовании высоковольтных фильтров напряжения нулевой последовательности — резисторного и емкостного. В рези-сторном фильтре использованы сопротивления утечки опорных изоляторов типа ОФ. Измерительный орган устройства выполнен на основе операционных усилителей. Измерительным органом служит реле РН-50. Устройство с резисторным фильтром имеет более высокую чувствительность, но для него требуется источник постоянного оперативного тока. Достоинством устройства с емкостным фильтром является его относительная простота.  [48]

Напряжение нулевой последовательности, как известно, имеет одинаковое значение и направление во всех фазах. Поэтому все входные зажимы фильтра, к которым в порядке электрического чередования подключены фазы напряжений А, В, С, будут иметь одинаковый потенциал. Таким образом, напряжение на выходе ФНОП, определяемое разностью потенциалов на зажимах реле, при подаче на вход фильтра напряжения нулевой последовательности будет равно нулю.  [50]

Устройство по схеме рис. 7.28, в состоит из трех реле минимального напряжения KV. При замыкании на землю реле, включенное на напряжение поврежденной фазы, срабатывает и дает сигнал. Устройство по схеме рис. 7.28 г состоит из реле ня пряжения KV, включенного на специальную обмотку TV, соединенную по схеме фильтра напряжения нулевой последовательности. При возникновении замыкания на землю на специальной обмотке появляется напряжение, реле K. V срабатывает и подает общий сигнал. По получении общего сигнала отыскание поврежденной линии производится поочередным кратковременным отключением и обратным включением линий, питающихся от шин подстанции. Поврежденная линия определяется по исчезновению сигнала земля в момент отключения линии. Такой примитивный способ применяется в основном на небольших подстанциях и при неразветвленной сети. На электростанциях и подстанциях с большим количеством линий и при разветвленной сети такой способ не обеспечивает достаточно быстрого отыскания поврежденной линии. Поэтому кроме контроля изоляции устанавливается на каждой линии индивидуальная селективная сигнализация однофазных замыканий. Сигнализация может выполняться по схеме на рис. 7.30, но с действием на сигнал, а не на отключение. Ток срабатывания реле индивидуальной сигнализации должен удовлетворять условиям селективности и чувствительности. Условие селективности состоит в том, что сигнализация не должна работать от тока небаланса при максимальном токе нагрузки линии / Нб Шах а также емкостного тока линии при замыкании на землю на другой линии. Последнее условие поясняется на рис. 7.29, на котором показана сеть, состоящая из трех линий.  [52]

Такой пусковой орган широко используется в сетях с большим током замыкания на землю напряжением 110 кв и выше для запуска осциллографа при коротком замыкании одной или двух фаз на землю. При подобных повреждениях происходит заметное снижение соответствующих фазных напряжений относительно земли. Эти изменения успешно выявляются с помощью фильтра напряжения нулевой последовательности, сокращенно обозначаемого ФННП.  [54]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Фильтры нулевой последовательности ФМЗО — Сила тока

Фильтр ФМЗО – устройство для защиты от однофазных замыканий на землю. Он представляет собой масляный трансформатор, во вторичную обмотку которого подключают электроаппараты защиты.

При повреждении изоляции на одной из фазных токоведущих жил возникает ток, стекающий в землю. При большой емкостной составляющей электрической цепи, сила тока может достигнуть значений, при которых возникает электрическая дуга. Такой режим работы является ненормальным, он может привести к межфазному замыканию и срабатыванию релейной защиты.

Фильтр нулевой последовательности предназначен для выделения тока, который возникает при нарушении симметрии между фазами электросети. При нормальном режиме работы его значение равняется нулю. Появление тока нулевой последовательности говорит о замыкании одной из фаз на землю. Через ФМЗО подключают дугогасящие реакторы с масляным охлаждением и резисторы марки РЗН.

тип фильтра	Маслонаполненный нейтралеобразующий
типовая мощность, кВА	от 100 до 2500
номинальное напряжение, кВ	6, 6.3, 10, 10.5, 20, 35
Схема соединения	Zn
Тип регулирования	Без регулировки
Класс нагревостойкости	А (105°С)
ток обмотки, А	до 800
климатическое исполнение	У, УХЛ, Т
категория размещения	1, 2, 3, 4
уровень звукового давления, дБ	70
сейсмостойкость	6 баллов по MSK 64
гарантийный срок	3.5 года
срок эксплуатации	30 лет

 

Скачать опросный лист

npp-st.ru

Токовая защита нулевой последовательности: принцип действия и применение

В высоковольтных сетях из-за каких-либо повреждений может нарушаться нормальная работа электроустановок. Достаточно частое повреждение – замыкание на землю, при котором возникает угроза как человеческой жизни за счет растекания потенциала, так и оборудованию за счет нарушения симметрии в сети. Чтобы предотвратить возможные последствия от таких повреждений на подстанциях и в других устройствах применяют токовую защиту нулевой последовательности (ТЗНП).

Что такое нулевая последовательность?

Преимущественное большинство сетей получают  питание по трехфазной системе. Которая характеризуется тем, что напряжение каждой фазы смещено на 120º.

Рис. 1. Форма напряжения в трехфазной сети

Как видите из рисунка 1 на диаграмме б) показана работа сбалансированной симметричной системы. При этом если выполнить геометрическое сложение представленных векторов, то в нулевой точке результат сложения будет равен нулю. Это означает, что в системах 110, 10 и 6 кВ,  для которых характерно заземление нейтралей трансформаторов, при нормальных условиях работы, какой-либо ток в нейтрали будет отсутствовать. Также следует отметить, что геометрически смена фаз может подразделяется на такие виды:

• прямой последовательности, при которой их чередование выглядит как A – B – C;
• обратной последовательности, при которой чередование будет C – B – A;
• и вариант нулевой последовательности, соответствующий отсутствию угла сдвига.

Для первых двух вариантов угол сдвига будет составлять 120º.

Рис. 2. Прямая, обратная и нулевая последовательность

Посмотрите на рисунок 2, здесь нулевая последовательность, в отличии от двух других, показывает, что векторы имеют одно и то же направление, но их смещение в пространстве между собой равно 0º. Подобная ситуация происходит при однофазном кз, при этом токи двух оставшихся фаз устремляются в нулевую точку. Также эту ситуацию можно наблюдать и при междуфазных кз, когда две из них, помимо нахлеста, попадают еще и на землю, а в нуле будет протекать ток лишь одной фазы.

При возникновении трехфазных кз в нейтрали обмоток ток не будет протекать, несмотря на аварию. Потому что токи и напряжения нулевой последовательности по-прежнему будут отсутствовать. Несмотря на то, что фазные напряжения и токи в этой ситуации могут в разы возрасти, в сравнении с номинальными.

Принцип работы ТЗНП

Практически все релейные защиты, действие которых отстраивается от появления токов  нулевой последовательности, имеют схожий принцип. Рассмотрите вариант такой схемы, демонстрирующей действие защиты.

Принципиальная схема простейшей ТЗНП

Здесь представлен вариант включения  реле тока Т, которое подключается ко вторичным обмоткам трансформаторов тока (ТТ), собранных в звезду. В данной ситуации нулевой провод от звезды обмоток трансформаторов отфильтровывает составляющие нулевой последовательности, в случае их возникновения.  При условии, что система работает симметрично, обмотки реле Т будут обесточенными. А при условии, что в одной из фаз произойдет замыкание на землю, ТТ отреагирует на это, из-за чего по нулевому проводу потечет ток. Это и будет та самая составляющая нулевой последовательности, из-за которой произойдет возбуждение обмотки реле Т.

После чего происходит выдержка времени, определяемая параметрами реле В. При истечении установленного промежутка времени токовая защита посылает сигнал на соответствующую коммутационную установку У. Которая и производит отключение трехфазной сети. Более сложные варианты схемы могут включать и реле мощности, которое позволяет отлаживать работу защиты по направлению.

В случае междуфазных повреждений симметрия не нарушиться, а лишь измениться  величина токов. А ТТ будут продолжать компенсировать токи, стекающиеся в нулевой провод. Преимущество такой схемы заключается в том, что при максимальных рабочих токах, все равно не будет срабатывать защита, поскольку будет сохраняться симметрия.

Но при существенном отличии в магнитных параметрах измерительных трансформаторов, произойдет дисбаланс в системе, и по нулевому проводнику будет протекать ток небаланса. Что может обуславливать ложные срабатывания токовой защиты даже в тех сетях, где соблюдается номинальный режим питания.

Правила подборки трансформаторов тока.

С целью снижения небаланса, влияющего на правильность срабатывания токовой защиты, подбирают такие ТТ, у которых вторичные токи не создадут перетоков. Для чего они должны соответствовать таким требованиям:

• Обладать идентичными кривыми гистерезиса;
• Одинаковая нагрузка вторичных цепей;
• Погрешность на границе участков сети не должна превышать 10%.

К их вторичным цепям запрещено подключать еще какую-либо нагрузку, приводящую к искажению кривой намагничивания хотя бы в одном ТТ. Поэтому на практике при возникновении токов срабатывания от симметричной системы рекомендуют подвергать замене не один и не два, а все три трансформатора одновременно.

Область применения

Токовая защита, способная отреагировать на появление нулевой последовательности, нашла достаточно широкое применение  в линиях с заземленной нейтралью. Так как в них  токи коротких замыканий достигают наибольших величин. А вот при изолированной нейтрали ее установка нецелесообразна, поэтому ТЗНП в них не используют. Сегодня установки ТЗНП находят широкое применение:

• на шинах районных подстанций для защиты силового оборудования;
• в распределительных устройствах трансформаторных, переключающих и комплектных подстанций;
• в токовых цепях крупных промышленных объектов с трехфазным силовым оборудованием.

Выбор уставок для ТЗНП

Для обеспечения ступенчатого принципа вывода линии, токовая защита, контролирующая появление нулевой последовательности в цепях, должна соответствовать селективности срабатывания. Здесь под селективностью понимается последовательное отключение определенных участков цепи, в зависимости от их значимости, с целью определения места повреждения или выделения поврежденного промежутка. Для этого выбираются соответствующие уставки срабатывания по времени для защиты. Рассмотрите пример выбора уставок на такой схеме.

Пример выбора уставок

Как видите, ТЗНП в данном случае отстраивается по тому же принципу, что и максимальная токовая защита, но с меньшей величиной выдержки времени. В этом примере каждая последующая ступень защиты выдерживает временную задержку на промежуток Δt больше, чем предыдущая. То есть время срабатывания первой токовой отсечки, в сравнении со второй будет рассчитываться по формуле: t1 = t2+ Δt. А время срабатывания второй по отношению к третей будет составлять t2 = t3+ Δt. Таким образом каждое последующее реле выполняет функцию резервной защиты.

Если обмотки преобразовательных устройств включаются по системе звезда – треугольник, а также звезда – звезда, ТЗНП первичных и вторичных цепей не совпадают. Из-за того, что замыкание в линиях высокого напряжения не обязательно вызовет появление составляющих нулевой последовательности в низких обмотках и питаемой ими цепи. Так как селективность ТЗНП для каждой  из них должна выстраиваться независимо, на практике должна обеспечиваться их независимая работа.

Такая система ступенчатых защит позволяет минимизировать дальнейший переход повреждения на другие участки сети и силовое оборудование. А также помогает вывести из-под угрозы персонал, обслуживающий эти устройства. Главное требование к токовой защите – предотвращение ложных коммутаций по отношению к соответствующей зоне срабатывания.

Практическая реализация ТЗНП

Сегодня токовая защита, реагирующая на возникновение нулевой последовательности, может реализовываться микропроцессорными установками и посредством реле. В большинстве случаев устаревшие реле повсеместно заменяются на более новые версии токовой защиты. Но, помимо ТЗНП настраиваются в работу дистанционные, дифференциальные защиты и прочие устройства. Чья работа основывается как на симметричных составляющих, так и на других параметрах сети.

Помимо этого, в своем  классическом исполнении ТЗНП не имеет возможности определять место повреждения. То есть для нее не имеет значение, в каком месте произошел обрыв. Поэтому для определения направления, в котором ток протекает по направлению к земле, применяют направленную защиту. Такая система отстраивается не только на токах, а и на напряжении, возникающем от нулевой последовательности. Данные величины подаются с трансформаторов напряжения, включенных по системе разомкнутого треугольника.

Схема работы направленной защиты

При замыкании в зоне резервирования токовой защиты к одной из обмоток реле мощности поступает напряжение, а на вторую обмотку поступает ток нулевой последовательности, используемый для токовой защиты. При условии, что вектор мощности направлен в линию, реле мощности разблокирует срабатывание токовой защиты. В противном случае, когда направление мощности указывает, что неисправность произошла на другом участке, реле мощности продолжит блокировать срабатывание токовой защиты.

Сегодня практическая реализация такой защиты выполняется посредством микропроцессорных блоков REL650  или на реле ЭПЗ-1636. Каждый, из которых уже включает в себя и токовую отсечку, и дистанционную защиту, и  пусковое реле для возобновления питания.

Видео в дополнение к написанному

www.asutpp.ru

28. Источники погрешностей итн и способы их уменьшения

Погрешности трансформатора напряжения зависят от размеров магнитопровода, магнитных свойств стали, конструкции обмотки, сечения проводов, а также от присоединенной нагрузки и первичного напряжения. Чтобы уменьшить погрешности трансформаторов напряжения, выбирают меньшую плотность тока в обмотках и меньшую магнитную индукцию в магнитопроводе по сравнению с соответствующими значениями для силовых трансформаторов.

Чтобы увеличить точность измерения, вводится витковая коррекция — отношение чисел витков выбирают несколько меньшим номинального коэф­фициента трансформации. Для этого уменьшают число витков первичной обмотки по отношению к значению, соответствующему равенству , с таким расчётом, чтобы при S₂ = 0,25 S_{2ном. ,}

С увеличением нагрузки погрешность возрастает.

29. Принцип работы фильтра напряжения нулевой последовательности

Токи нулевой последовательности при замыкании фазы на землю, в сети вызывают появления тройного напряжения нулевой последовательности у зажимов разомкнутого треугольника, куда подключаются реле или прибор.

Фильтр напряжения нулевой последовательности сигнализирует о наличии контакта какой-либо фазы на землю

В нормальном режиме суммаUв обмотках 3Uo= 0

При ассиметрии появляется Uo.

U₂=100В

30. Емкостные и каскадные итн

Емкостные трансформаторы напря­жения предназначены для измерения

напряжения в установках 110 кВ и выше. При напряжении 500—1150 кВ они по экономическим показателям, надежности превосходят обычные электромагнитные трансформаторы напряжения.

Емкостный трансформатор напряже­ния (ЕТН) состоит из емкостного дели­теля напряжения и присоединенного к нему электромагнитного согласующего устройства.

C₁<< C₂ следовательно Uc₂<< Uc_1.

Uc₂ обычно составляет 10кВ, а U₂ =100В.

Р— реактор – обеспечивает U₂ независимо от нагрузки, он настроен в резонанс с емкостью С₁+С_{2 ,}

Б — балластный фильтр для гашения феррорезонансных колебаний при вкл. и откл. нагрузки

ВЧ – блок высокочастотных защит.

З – заградительный дроссель – препятствует токам высокой частоты проходить в Р.

Двухкаскадный трансформаторнапряжения.

1, 2 – магнитопроводы

3, 4 – первичные обмотки

7- вторичная обмотка

Z₂— нагрузка

5, 6 – обмотки связи – служат для выравнивания напряжений U_abиU_bc.

Каждый каскад выполнен на ½ Uсети.

31. Выбор итн

Для выбора ТН определяем технич. условия:

1. Место установки ТН (класс напряжения) U1н=Uн сети;

2. Класс точности подключаемых к ТН приборов и погрешность ТН U=K_н*U₂–U₁*100/U₁

3. Номинальную мощность ИТН в заданном классе точности.

4. Расчетная нагрузка вторичной области наиболее загруженной фазы. Sрасчет, если известно сопротивление релеSрасчет=Uрасчет/z

5. Соответствующую номинальную вторичную нагрузку Zном=Uном/Iном

В соответствии с ТУ выбираем ТН:

• по классу напряжению первичной обмотки, по Uвторичной основной обмотки, поUвторичной доп-ной обмотки ( если таковая есть),

• по номинальной мощности в классе точности S_нагр.<S_тн.ном. ;

• по схеме соединения обмоток;

Для однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, в качестве необходимо взять суммарную мощность всех трех фаз, а для соединения по схеме неполного треугольника – удвоенную мощность одного трансформатора.

studfiles.net