Земляная защита

Земляная защита (ЗЗ) предназначена для защиты ВЛ в сетях с заземленной нейтралью от КЗ на землю. Полное правильное название защиты — токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП).

ЗЗ реагирует на ток нулевой последовательности защищаемой ВЛ: если величина тока нулевой последовательности превышает уставку, ЗЗ срабатывает и отключает защищаемую ВЛ. То есть, по принципу действия ЗЗ является максимальной токовой защитой, включенной не на полные фазные токи, а на ток нулевой последовательности.

Реле тока ЗЗ включаются в обратный провод трансформаторов тока (ТТ), соединенных в полную звезду (рис. 2.2.1). Ток в реле ЗЗ равен сумме токов трех фаз и равен утроенному току нулевой последовательности:

I_З = I_А+I_В+I_С = 3I₀

В нормальном режиме работы ток в реле тока ЗЗ равен нулю, так как сумма токов трех фаз в трехфазном симметричном режиме работы равна нулю. Ток в реле тока ЗЗ может появиться только в четырех случаях:

1. При КЗ на землю (однофазных и двухфазных). При однофазных КЗ ток в ЗЗ равен току КЗ. При КЗ на землю 33 срабатывает правильно — она для этого и предназначена.

2. При замыкании двух фаз двух соседних ВЛ. С точки зрения питающей энергосистемы это двухфазное КЗ, и ЗЗ энергосистемы при этом не работают. Но в ЗЗ обеих поврежденных ВЛ ток 3I₀ равен току КЗ и обе защиты могут сработать. Работа ЗЗ при этом считается правильной.

3. При обрывах фаз в сети. При этом ток в защите примерно равен току нагрузки и ЗЗ может сработать (если ток нагрузки больше тока срабатывания защиты), а может, и нет. В любом случае поведение защиты считается правильным.

4. При неисправности токовых цепей: обрыв или закорачивание одной или двух фаз токовых цепей. При этом ток в защите равен току нагрузки и ЗЗ может сработать ложно (если ток нагрузки больше тока срабатывания защиты), без повреждения в сети.

Во всех остальных режимах: в нормальном режиме, при качаниях, при асинхронном ходе, при междуфазных КЗ без земли ток 3I0 отсутствует и ЗЗ принципиально не работает.

ЗЗ — защита с относительной селективностью. Для обеспечения селективности выдержки времени ЗЗ в сети выбираются по ступенчатому принципу со ступенью селективности 0,4-0,5 сек.

Принцип работы дифференциальной защиты автотрансформаторов

Дифференциальная защита применяется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Ввиду ее сравнительной сложности дифференциальная защита устанавливается не на всех трансформаторах (автотрансформаторах), а лишь в следующих случаях:

  – на одиночно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 6300 кВА и выше;

  – на параллельно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 4000 кВА и выше; 

– на трансформаторах мощностью 1000 кВА и выше, если токовая отсечка не обеспечивает необходимой чувствительности (kЧ При параллельной работе трансформаторов (автотрансформаторов) дифференциальная защита обеспечивает не только быстрое, но и селективное отключение поврежденного трансформатора (автотрансформатора), что поясняется на рисунке 1. 

Если параллельно работающие трансформаторы Т1 и Т2 имеют только максимальные токовые защиты, то при повреждении, например, в точке К на вводах низшего напряжения трансформатора Т1 подействуют максимальные токовые защиты обоих трансформаторов, а так как их выдержки времени одинаковы, отключатся оба трансформатора. 

Дифференциальная защита, действующая без выдержки времени, обеспечивает в рассмотренном случае отключение только поврежденного трансформатора. Для выполнения дифференциальной защиты трансформатора (автотрансформатора) устанавливаются трансформаторы тока со стороны всех его обмоток, как показано на рисунке 2 для двухобмоточного трансформатора. Вторичные обмотки соединяются в дифференциальную схему и параллельно к ним подключается токовое реле. Аналогично выполняется дифференциальная защита автотрансформатора.

При рассмотрении принципа действия дифференциальной защиты условно принимается, что защищаемый трансформатор имеет коэффициент трансформации, равный единице, одинаковое соединение обмоток и одинаковые трансформаторы тока с обеих сторон. 

Если схема дифференциальной защиты выполнена правильно и трансформаторы тока имеют точно совпадающие характеристики, то при прохождении через трансформатор тока нагрузки или тока сквозного к.з. ток в реле дифференциальной защиты трансформатора отсутствует. Следовательно, дифференциальная защита трансформатора, так же как дифференциальная защита линий, на такие режимы не реагирует.

Рис.1 – Прохождение тока к.з. и действие максимальной токовой защиты при повреждении одного из параллельно работающих трансформаторов (автотрансформаторов).

Рис.2. – Принцип действия дифференциальной защиты трансформатора (автотрансформатора):  а — токораспределение при сквозном к.з.; б — токораспределение при к.з. в трансформаторе (в зоне действия дифференциальной защиты)

Рис. 2

2.3. Кабельные трансформаторы тока (земляная защита)

Применяется в основном в дифференциальной защите трансформаторов с той стороны трансформатора, где его обмотки соединены в «звезду». Вторичная обмотка в этом случае соединена в «треугольник», с

этой стороны трансформаторы тока соединяются либо полной «звездой»,

либо неполной.

В сетях с изолированной и компенсированной нейтралью при замыкании фазы на землю токи замыкания небольшие. Отстраивать релейную защиту для протяженных кабельных сетей в этом случае практически невозможно – кабельные линии защищаются земляной защитой.

В основе защиты трансформаторы тока особой конструкции.

На рисунке 29 представлен трансформатор предназначенный для питания схем защиты от замыкания на землю отдельных жил трехфазного кабеля путем трансформации возникших при этом токов нулевой последовательности.

Рис. 29. Трансформатор тока ТЗЛМ-110

40

Трансформатор предназначен для работы с микропроцессорной защитой типа «SEPAM 1000» при номинальном токе 2А с уставками в диапазоне от 0,2 до 30 А, при номинальном токе 20 А − с уставками от 2 до

300 А. Токовая погрешность 5%. Возможна работа трансформатора совместно с реле РТЗ-51.

Сердечник трансформатора тороидальной формы, на котором имеется одна вторичная обмотка, роль первичной обмотки выполняет сам кабель

(рис. 30). Трансформатор размещается на кабеле сразу после кабельной воронки (кабельной муфты).

В нормальном режиме в трехжильном кабеле протекают симметричные токи, под действием которых в магнитопроводе трансформатора наводятся симметричные магнитные потоки. Во вторичной обмотке не наводится ЭДС

– сигнала на выходе нет.

Рис. 30. Схема кабельного трансформатора тока

41

При однофазном замыкании на землю симметричность магнитных потоков нарушается, в результате во вторичной обмотке появляется небольшое ЭДС, небольшой сигнал усиливается в усилителе и поступает в катушку реле.

2.4. Оперативный ток: источники постоянного и переменного оперативного тока

Оперативный ток служит для питания устройств релейной защиты,

автоматики, сигнализации, а также цепей дистанционного управления выключателями. Цепи, соединяющие источники оперативного тока ИОТ с

этими устройствами называются оперативными цепями.

Питание оперативных цепей и особенно тех ее элементов, от которых зависит отключение поврежденных линий и оборудования, должно отличаться особой надежностью. Поэтому главное требование, которому должен отвечать источник оперативного тока, состоит в том, чтобы во время короткого замыкания и в анормальных режимах, напряжение источника оперативного тока и его мощность имели достаточную величину как для действия вспомогательных реле защиты и автоматики, так и для надежного отключения и включения соответствующих выключателей.

Источники оперативного тока классифицируются следующим

образом:

ИОТ переменного и постоянного тока;

ИОТ зависимые и независимые.

Наиболее надежными источниками оперативного тока являются независимые источники постоянного тока. К таким источникам относятся аккумуляторные батареи. Разрядный ток конденсатора, имеющий

42

необходимые величину и продолжительность, может питать оперативную цепь в момент действия защиты независимо от характера повреждения или ненормального режима в сети. Предварительный заряд конденсатора обычно осуществляется в нормальном режиме от напряжения сети. При исчезновении напряжения на подстанции запасенная конденсатором энергия сохраняется. Поэтому заряженный конденсатор может использоваться также для питания защит и автоматов, которые, должны работать при исчезновении напряжения на подстанции. Не смотря на их высокую надежность ИОТ такого типа имеют ряд недостатков: высокую стоимость, необходимость в специальном помещении и в подзарядных устройствах, сложность в эксплуатации.

Самыми ответственными участками считаются цепи защиты,

автоматики и питание катушек отключения, которые запитываются с шин управления ШУ. Другим, очень важным участком в оперативных цепях,

являются цепи катушек включения, которые питаются от отдельных шин ШВ из-за больших токов (400—500 А), потребляемых катушками включения высоковольтных выключателей. И, наконец, третьим, менее ответственным участком является цепи сигнализации, питающиеся от шин ШС. Остальные потребители постоянного тока (аварийное освещение, двигатели собственных нужд) питаются по отдельной сети. Защита оперативных цепей от коротких замыканий осуществляется предохранителями или спе-

циальными автоматами.

В настоящее время широко используются источники выпрямленного оперативного тока − так называемые блоки питания БПТ и БПН.

Нестабилизированные блоки питания серии БПН-1002 и БПТ-1002 (рис. 31)

применяются в системах автоматики, управления и защиты электротехнических устройств. Блоки питания БПТ-1002 предназначаются для питания выпрямленным током аппаратуры релейной защиты,

сигнализации управления, выполненной на номинальное напряжение 110 или

220V, имеют выходную мощность 800-1500 Вт в кратковременном режиме.

43

Подключаются к трансформаторам тока. Блоки питания БПН 1002

подключаются к измерительным трансформаторам напряжения или в сеть собственных нужд. БПН-1002 могут применяться как совместно с БПТ-1002,

так и независимо от них.

Рис. 31. Блоки питания БПН-1002 и БПТ-1002

Для питания релейной защиты в сетях напряжением 6 кВ и выше используют зависимые источники переменного тока – трансформаторы тока,

трансформаторы напряжения, трансформаторы собственной нужды (ТСН).

Трансформаторы тока являются весьма надежным источником питания оперативных цепей для защит от коротких замыканий, так как ток и напряжение в аварийном режиме на зажимах трансформаторов тока увели-

чиваются, и в момент срабатывания защиты мощность трансформаторов тока возрастает, что и обеспечивает надежное питание оперативных цепей.

Однако трансформаторы тока не обеспечивают необходимой мощности при небольших повреждениях и анормальных режимах, не сопро-

вождающихся увеличением тока на защищаемом присоединении. Поэтому их

44

нельзя использовать для питания защит от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, защит от витковых замыканий в трансформаторах и генераторах или защит от таких ненормальных режимов, как повышение или понижение напряжения и частоты.

Трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд непригодны для питания оперативных цепей защит от коротких замыканий,

так как при коротком замыкании напряжение в сети резко снижается и может в неблагоприятных случаях стать равным нулю. В то же время при повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся глубокими понижениями напряжения в сети, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд могут использоваться для питания таких защит, как, например, защиты от перегрузки, от замыканий на землю,

повышения напряжения и т. д.

Дистанционное управление выключателями и их автоматическое включение от АПВ или АВР должно производиться при любых нагрузках и при отсутствии напряжения на шинах подстанции, чего не обеспечивают трансформаторы тока. Поэтому питание цепей дистанционного управления,

АПВ и АВР производится от трансформаторов напряжения,

трансформаторов собственных нужд и заряженных конденсаторов. Чтобы обеспечить производство операции по включению при отсутствии напряжения на шинах, трансформаторы, питающие цепи управления,

подключаются к линиям, питающим подстанцию, или на выключателях устанавливаются механические приводы, действующие за счет энергии поднятого груза или сжатой пружины.

Таким образом, каждый источник переменного оперативного тока имеет свою, рассмотренную выше, область применения. При этом возможность использования того или иного источника определяется мощностью, которую он может дать в момент производства операций.

Наибольшие затруднения из-за недостаточной мощности возникают при применении трансформаторов тока и трансформаторов напряжения.

45

На практике встречаются две схемы питания от трансформаторов

тока:

с непосредственным питанием оперативных цепей током от основных трансформаторов тока;

с питанием оперативных цепей от вспомогательных или промежуточных трансформаторов тока.

46

Защита фидеров контактной сети и РУ-3.3 кВ

Каждый из выключателей контактной сети на фидерах тяговой подстанции должен; как правило, содержать основную и резервную защиту от коротких замыканий. В качестве основной применяется максимальная и максимальная импульсная токовые защиты, реализуемые с помощью поляризованных быстродействующих выключателей. Защита от коротких замыканий должна быть отстроена от максимальных нагрузок нормального режима работы, а также от повреждений, отключаемых выключателями локомотивов или выключателями смежных участков. Отстройка уставки от указанных режимов осуществляется коэффициентом запаса Кз, который для быстродействующих выключателей принимают равным 1,15.
Земляная защита применяется для защиты РУ-3,3 кВ при замыкании на землю. Все подлежащие заземлению части оборудования постоянного тока, расположенные в здании подстанции или на открытой части подстанции, заземляют на специальные внутренние контуры заземления оборудования постоянного тока (КЗОПТ) 2 (рис. 1), который соединяется через токовые реле КА{ и КА2 земляной защиты с контуром заземления подстанции (КЗП) 3, охватывающим практически всю территорию подстанции. Во избежание шунтирования реле земляной защиты К А, и КАг необходимо в эксплуатации следить за тем, чтобы КЗОПТ не касался заземленных оболочек кабелей и других заземленных устройств, соединенных с КЗП. При нарушении изоляции в РУ-3,3 кВ, например, в точке К (рис. 19, а), ток замыкания на землю может достигать десятков тысяч ампер. Выполнить защитное заземление 3 с малым сопротивлением, обеспечивающим безопасное напряжение прикосновения и шага, при таких токах замыкания на землю практически невозможно. Поэтому на открытой части выполняют КЗП с сопротивлением не более 0,5 Ом, а для отключения места повреждения применяют быстродействующую земляную защиту.

а — протекание токов замыкания на землю при пробое изоляции шины + 3,3 кВ; б — фидера контактной сети; в — схема земляной защиты РУ-3,3 кВ
Необходимость ее установки вызвана тем, что для максимальной токовой защиты трансформатора 1 преобразовательного агрегата ток при замыкании на землю в РУ-3,3 кВ может оказаться недостаточным из-за большого переходного сопротивления между КЗП 3 и тяговым рельсом 5 особенно на участке земля-рельс при наличии балластного щебеночного слоя. С другой стороны фидерные быстродействующие выключатели на ток, протекающий на подстанцию из контактной сети от подстанции № 2 (рис, б) не реагирует, так как они поляризованы. Выключатели же смежных подстанций Не отключаются из-за малой для них величины тока. Таким образом, из сказанного вытекает необходимость применения специальной защиты, реагирующей на пробой изоляции РУ-3,3 кВ. Земляная защита при срабатывании отключает все линейные быстродействующие выключатели, выключатели Q со стороны переменного тока преобразовательных агрегатов и мачтовые QS (рис., б) разъединители всех фидеров контактной сети. Необходимость в отключении последних возникает при пробое, например, изоляции проходного изолятора. После отключения выключателя QFX питание точки КЗ продолжается от соседней подстанции № 2, отключить ток соседней подстанции можно разъединителем QSX с моторным приводом. Такое отключение тока соседней подстанции сопровождается частичным или полным повреждением разъединителя, но оно является необходимым.
Схема земляной защиты приведена на рис., в. При срабатывании реле КА1 или КА2 протекает ток через обмотки промежуточного реле АЛ, и указательного КН. Реле К Lt становится на самоподпитку, замыкает своими контактами цепи отключающих катушек YA Т выключателей Q всех преобразовательных агрегатов, другими контактами КI, реле отключает шлейф питания держащих катушек YA быстродействующих выключателей фидеров контактной сети, которые отключаются. Реле К 2, получив питание через контакт KLV замыкает цепь электродвигателей приводов мачтовых разъединителей, что приводит к их отключению. Отключение реле KLX осуществляется кнопкой деблокировки SB.
Токи замыкания на землю, протекающие между внешним контуром 3 и рельсом 5, проходят по цепи 4 с наименьшим электрическим сопротивлением, которой являются оболочки кабелей силовых и связевых. У кабелей может произойти выгорание защитных оболочек и токоведущих жил, особенно при задержке срабатывания по разным причинам земляной защиты. Во избежание этого применяют короткозамыкатель ON, соединяющий фидер отсоса с контуром заземления КЗП. Короткозамыкатель 6 включается при срабатывании земляной защиты. Реле KL1 (рис., а) замыкает цепь катушки реле KLV которое размыкает цепь электромагнита 9, удерживающего пружину 8 в сжатом состоянии. По действием пружины сердечник 7 перемещается вниз и с помощью тяги 7 включает короткозамыкатель. Сопротивление цепи КЗ при этом снижается,
и,         несмотря на ограничение тока КЗ реакторами, он становится достаточным для срабатывания МТЗ и отключения преобразовательных агрегатов от шин переменного тока, а также увеличивается ток соседней подстанции, что приводит к успешному срабатыванию на ней защиты соответствующего фидера контактной сети.
Отключение короткозамыкатели производится вручную. Рычагом 11 сердечник 10 перемещается вверх, преодолевая сопротивление сжимаемой пружины 8, и тягой 7 короткозамыкатель 6 отключается. В отключенном состоянии он удерживается электромагнитной силой катушки 9.

Земляная защита — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Земляная защита

Cтраница 1

Земляная защита при всех случаях замыкания на землю в РУ постоянного тока должна действовать на отключение всех выпрямительных агрегатов, а в случае параллельной работы подстанций — и на отключение всех линейных выключателей, питающих контактную сеть. При необходимости сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, создаваемых выпрямительными агрегатами, на подстанциях устанавливают сглаживающий реактор и специальные резонансные контуры.  [2]

Земляная защита подстанций постоянного т о-к а выполняется на базе специального токового реле, включаемого между контуром заземления внутри здания подстанции и наружным контуром. При замыкании на землю в РУ 3 3 кВ постоянного тока катодные и фидерные автоматические выключатели не отключаются, так как магнитное поле этого тока короткого замыкания направлено так же, как собственное магнитное поле выключателей.  [3]

Схема максимально-токовой и земляной защиты фидеров автоблокировки при независимом источнике питания и ручном управлении масляными выключателями приведена на фиг.  [4]

При внешних коротких замыканиях земляная защита выводится из работы, так как при этом срабатывает промежуточное реле 1П, которое своими размыкающими контактами снимает оперативный ток с защиты, а замыкающими контактами закорачивает рабочую обмотку ТНП.  [5]

Для обеспечения надежной работы земляной защиты контур заземления системы оборудования постоянного тока, включая соединительные магистрали заземления до токовых реле земляной защиты, не должен иметь металлической связи ( через арматуру здания подстанции) с основным контуром подстанции. С этой же целью все кабели, связанные с РУ постоянного тока и выпрямленными агрегатами, должны быть небронированными в неметаллической оболочке. Питание оперативных цепей земляной защиты осуществляется отдельным кабелем, который прокладывается изолированно от других кабелей и подключается к отдельному автоматическому выключателю на щите собственных нужд постоянною тока.  [7]

Кроме перечисленных, имеются трансформаторы тока земляной защиты, надеваемые непосредственно на тело кабеля.  [8]

Распространенным видом защиты в кабельных сетях является земляная защита со специальным трансформатором.  [10]

Защита от однофазных замыканий на землю ( земляная защита) предназначается для подачи предупреждающего сигнала или отключения участка сети при повреждении, приводящем к образованию непосредственной электрической связи между одной фазой установки и землей. Как указано в § 10 — 7 а, такие повреждения встречаются наиболее часто, в особенности в передвижных установках, питающихся посредством гибких кабелей.  [11]

В схеме защитного отключения использованы фильтровые трансформаторы земляной защиты типа ТЗ. Поскольку земляная защита обладает высокой чувствительностью, в качестве вторичного применено реле типа МКУ-48. Для повышения коммутационной способности контактов этого реле в цепях катушек контакторов IV и V габаритов два размыкающих контакта реле соединены параллельно. Питание к электродвигателю поступает по трех-жильному кабелю; заземление выполнено из стальной полосы размером 40 X 4 мм.  [12]

Распределительные посты постоянного тока должны быть оборудованы устройством земляной защиты, действующей на отключение питающих вводов тягового напряжения. Катушки токовых реле земляной защиты врезаются в две магистрали заземления, соединяющие систему заземления РУ постоянного тока с наружным контуром заземления распределительного поста.  [13]

Имеются три сердечника, из них один — для земляной защиты.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Земляная защита — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Земляная защита

Cтраница 4

Имеются схемы, в которых цепь держащей катушки не разрывается, а шунтируется. Такие схемы менее удобны, так как время отключения выключателя несколько больше, чем при разрыве цепи. Земляная защита распределительного устройства постоянного тока, защищающая от замыкания на землю цепи 3 3 кВ, непосредственно не действует на отключение отдельного автомата и при срабатывании обесточивает все цепи управления фидерами контактной сети, а не одну цепь держащей катушки.  [47]

Для обеспечения надежной работы земляной защиты контур заземления системы оборудования постоянного тока, включая соединительные магистрали заземления до токовых реле земляной защиты, не должен иметь металлической связи ( через арматуру здания подстанции) с основным контуром подстанции. С этой же целью все кабели, связанные с РУ постоянного тока и выпрямленными агрегатами, должны быть небронированными в неметаллической оболочке. Питание оперативных цепей земляной защиты осуществляется отдельным кабелем, который прокладывается изолированно от других кабелей и подключается к отдельному автоматическому выключателю на щите собственных нужд постоянною тока.  [48]

Ток вторичной обмотки при любой номинальной силе тока первичной цепи всегда равен 5 а. Точность трансформатора тока определяется его классом. Для питания счетчиков, ваттметров и реле земляной защиты устанавливают трансформаторы тока первого класса точности.  [50]

Трансформаторы тюка и на / пряжения, предназначенные для целей измерения и релейной защиты, установлены в ячейках выключателей. На передних панелях шкафов смонтированы измерительные приборы, реле, ключи управления и контрольные лампы. Дифференциальная защита трансформаторов и земляная защита, действующая на сигнал, смонтированы в других ячейках.  [51]

В последнее время разрабатываются ( и уже имеются опытные образцы) специальные реле защиты высокочастотных установок. Они созданы на базе бесконтактных логических элементов и включают в себя весь комплект защитных реле. Более того, они осуществляют дифференциальную защиту, согласуя время срабатывания в зависимости от величины токовой нагрузки. Прямые и обратные жилы кабеля ( кабелей) пропускают через окно специального трансформатора земляной защиты. Вторичная обмотка трасформатора ( кабель в данном случае является первичной обмоткой) включена в токовое реле. У генератора для такой защиты выводится и заземляется средняя точка рабочей обмотки. Ухудшение изоляции влечет утечку тока. В результате этого ток в прямом проводе и обратном становится разным, что вызовет появление тока во вторичной обмотке трансформатора. Реле защиты дает сигнал на отключение или на сигнал опасности.  [52]

В этом случае часто испытание можно вести, увеличивая нагрузку генератора до тех пор, пока ток в одной из фаз статора не станет равным номинальному. Естественно, что повышение нагрузки ведется ступенями, как это указано выше. Обычно нагрузка генератора, лимитированная только что указанным условием, оказывается равной ( 0 6 — 0 65) Рн. Поскольку при испытании через нейтраль трансформатора испытуемого генератора замыкается ток нулевой последовательности, земляную защиту генератора следует на время опытов отключить. Дифференциальная защита может оставаться в работе. Синхронизация генератора с отключенной фазой происходит обычным образом.  [53]

Выше уже отмечалось, что генераторы и сети генераторного напряжения работают с изолированной нейтралью, и поэтому при замыкании обмотки статора на корпус через место повреждения обмотки будет протекать емкостный ток, называемый током однофазного замыкания на землю. На основании длительного опыта эксплуатации генераторов установлено, что при величине тока замыкания на землю до 5 а, дуга в месте замыкания не возникает и поэтому развитие повреждения не происходит. При больших токах в месте пробоя появляется дуга, вызывающая значительное повреждение изоляции и активной стали. При этом объем повреждения и стоимость ремонта генератора увеличиваются. Поэтому, если на генераторном напряжении величина тока замыкания на землю превышает 5 а, генераторы снабжаются быстродействующей защитой от замыкания на землю, действующей на отключение генератора. При токах замыкания на землю меньше 5 а генераторы снабжаются земляной защитой, действующей на сигнал.  [54]

Страницы:      1    2    3    4

2.4.2. Защита от однофазных коротких замыканий на землю в сети с заземленной нейтралью

 

Однофазное КЗ является опасным и наиболее часто встречающимся повреждением, которое сопровождается большими токами, и требует немедленного отключения поврежденного участка. Поэтому защиты от однофазных КЗ выполняются быстродействующими с высокой чувствительностью.

Для зашиты от однофазных коротких замыканий на землю в сети с заземленной  нейтралью применяют ступенчатую токовой защиту нулевой последовательности. По сравнению с защитами, включенными на полные фазные токи, она может иметь меньшие выдержки времени и повышенную чувствительность. Поэтому токовая защита нулевой последовательности находит широкое применение в сетях с глухозаземленными нейтралями в качестве защиты от КЗ на землю.  Схема защиты приведена на рис. 42.

Пусковые органы защиты нулевой последовательности включаются на выход фильтра токов нулевой последовательности. В рабочих режимах и при КЗ без земли ток нулевой последовательности не протекает. Поэтому защита реагирует только на замыкания на землю.

I ступень защиты – токовая отсечка нулевой последовательности без выдержки времени. Ток срабатывания выбирается по условиям отстройки от максимального значения периодической составляющей утроенного начального тока нулевой последовательности, проходящего в месте установки защиты при КЗ на землю (К⁽¹⁾ и К^(1,1)) на шинах приемной подстанции Б (точка ).

,

где — коэффициент отстройки; принимается равным 1,3 при использовании реле РТ-40.

            

                  Рис. 42. Схема трехступенчатой защиты нулевой последовательности

 

                                                          

            Рис.43.  Определение защищаемой зоны токовых отсечек

 

Преимущества токовой отсечки нулевой последовательности перед токовой отсечкой, включенной на полные токи фаз, заключается в ее большей защитоспособности. Это связано с тем, что ток нулевой последовательности (рис.43, кривая 2) при перемещении точки КЗ вдоль линии изменяется более резко, чем ток трехфазного КЗ(рис.43, кривая 1) из-за неравенства сопротивлений линии нулевой и прямой последовательностей (z_ОЛ>z_1Л).

II ступень защиты – токовая отсечка нулевой последовательности с выдержкой времени. При выборе параметров защиты необходимо осуществлять отстройку от первой ступени защит нулевой последовательности смежных элементов:

,

где =1,1.

Выдержки времени второй ступени обычно не превышают 0,5 с.

III ступень защиты – максимальная токовая защита нулевой последовательности.

В нормальных режимах и при многофазных повреждениях в реле проходит только ток небаланса , ток срабатывания защиты можно выбирать без учета рабочих токов по условию:

,

где — коэффициент надежности;=1,3…1,5;— максимальный ток небаланса:

,

где – действующее значение установившегося тока внешнего трехфазного КЗ при повреждении в начале следующего участка.

Ток установившегося режима КЗ принимается потому, что защита действует с выдержкой времени, достаточной для затухания апериодической составляющей.

Выдержка времени срабатывания максимальной токовой защиты нулевой последовательности выбирается по аналогии с выдержкой времени срабатывания максимальной токовой защиты от междуфазных коротких замыканий.

Достоинства защиты: простота, надежность и экономичность. Основной недостаток — без выдержки времени защищается лишь часть линии.

Защита применяется в качестве основной в сетях напряжением 110-220 кВ, а в качестве резервной — на более высоких напряжениях.