26. Защиты от замыканий на землю в сетях с большими токами замыкания на землю

МТЗ нулевой последовательности

Токовое реле 1 включается на фильтр токов нулевой последовательности или в нулевой провод трансформаторов тока, соединенных по схеме полной звезды.

Реле времени 2 создаёт выдержку времени, необходимую по условию селективности.

При междуфазных к.з. без земли, а также при симметричной нагрузке защита не действует, поскольку в этих режимах сумма токов и ток I₀ отсутствует.

МТЗ нулевой последовательности имеет важное преимущество по сравнению с обычной МТЗ, так как не реагирует на нагрузку и поэтому имеет высокую чувствительность.

Для исключения действия защиты нулевой последовательности от токов небаланса из‑за имеющих место погрешностей ТТ от намагничивающих токов, величину тока срабатывания пусковых токовых реле защиты необходимо выбирать больше тока небаланса.

Для ограничения тока небаланса необходимо работать в ненасыщенной части характеристик намагничивания ТТ и иметь одинаковые токи намагничивания во всех фазах. Чтобы обеспечить эти условия, ТТ питающие защиту должны:

• удовлетворять условию 10% погрешности при максимальном значении тока к.з. в начале следующего участка сети;

• иметь идентичные характеристики намагничивания во всех 3-х фазах;

• иметь одинаковые нагрузки вторичных цепей во всех фазах.

Таким образом, ток срабатывания МТЗ нулевой последовательности выбирается исходя из 2-х условий: по условию надёжного срабатывания защиты при к.з. в конце следующего участка цепи; по условию отстройки от токов небаланса:

Определяющим обычно является второе условие:

К_н=1,31,5

Время срабатывания МТЗ нулевой последовательности выбирается по условию селективности на ступень t больше времени срабатывания защиты предыдущего участка

Выбирая выдержку времени необходимо учитывать, что защита нулевой последовательности может не действовать при к.з. за трансформатором, если при этом в защите ток 3I₀=0.

Чувствительность защиты характеризуется коэффициентом чувствительности:

I0 мин.

-

минимальный ток нулевой последовательности при 1ф. к.з. или 2-х ф. к.з. на землю в конце второго участка.

Для ускорения отключения к.з. на землю в сетях с односторонним питанием с глухозаземленной нейтралью применяются токовые отсечки нулевой последовательности. Принцип действия их такой же, как и у отсечек реагирующих на фазный ток.

Мгновенная отсечка нулевой последовательности отстраиваются от максимального тока нулевой последовательности при к.з. на землю на шинах противоположной подстанции:

Отсечка нулевой последовательности с выдержкой времени отстраивается по току и времени от мгновенной отсечки нулевой последовательности предыдущей линии:

Зона действия находится графически по точке пересечения кривой с прямой I_с.з.

Схема отсечки с выдержкой времени аналогична схеме МТЗ нулевой последовательности Мгновенная отсечка выполняется также, но без реле времени.

Ненаправленные ТО нулевой последовательности можно применять также в сети, имеющей заземления нейтралей с 2-х сторон защищаемой линии (для линий с 2-х сторонним питанием)

Большое распространение в сетях с глухозаземлённой нейтралью получила ступенчатая защита нулевой последовательности. Наиболее полноценной является 3-х ступенчатая токовая защита нулевой последовательности, состоящая из мгновенной ТО, токовой отсечки с выдержкой времени и МТЗ нулевой последовательности.

1. Для защиты линий от к.з. на землю в сетях с большими токами замыкания на землю применяются токовые защиты, реагирующие на ток и напряжение нулевой последовательности (МТЗ и ТО).

2. МТЗ нулевой последовательности имеет важное преимущество по сравнению с обычной МТЗ – не реагирует на нагрузку и поэтому обладает высокой чувствительностью.

3. МТЗ и ТО нулевой последовательности нашли широкое применение в сетях с глухозаземлённой нейтралью источника в радиальных сетях с односторонним питанием.

4. Наиболее полноценной защитой от к.з. на землю является 3-х ступенчатая токовая защита нулевой последовательности, состоящая из мгновенной ТО (1 ступень), ТО с выдержкой времени (2 ступень) и МТЗ нулевой последовательности (3 ступень).