Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима

Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима

2.2.1. Устройства общей неселективной сигнализации от замыкания на землю. Замыкание на землю одной фазы в сетях с изолированной нейтралью не является катастрофой. Потребители, включенные на междуфазные напряжения, продолжают нормально работать. Это дает возможность делать защиту от замыкания на землю, действующую на сигнал. В сетях обычной конфигурации допускается применение только общего устройства Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима неселективной сигнализации, контролирующего состояние изоляции в системе данного напряжения. Схема устройства состоит из 3-х малых реле напряжения, включенных на напряжения фаз относительно земли (рис.17.2,а), либо из 1-го наибольшего реле напряжения, включенного на напряжение нулевой последовательности (рис.17.2,б). Устройство сигнализации обычно подключается к трансформатору напряжения TV, установленному на шинах.

Рис Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима.17.2. Схемы устройств неселективной сигнализации при замыканиях на землю

2.2.2. Токовая защита нулевой последовательности. Долгая работа сети при замыкании одной фазы на землю недопустима из-за способности нарушения междуфазной изоляции в месте повреждения и перехода однофазового замыкания в многофазное КЗ.

Возможность повреждения междуфазной изоляции определяется не только лишь длительностью прохождения тока через место Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима замыкания на землю, да и величиной тока. Потому для предотвращения перехода однофазовых замыканий в многофазные КЗ, наибольший ток замыкания на землю должен быть менее I зmax < 10 А в сетях напряжением 6-35 кВ, имеющих железобетонные и железные опоры. В сетях, не имеющих железобетонных и железных опор, наибольший ток замыкания Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима на землю при напряжении 6 кВ - менее I зmax < 30 А, при напряжении 10 кВ - менее Iзmax < 20 А. В протяженных и разветвленных сетях токи замыкания на землю могут быть больше обозначенных значений. В таких случаях для их компенсации используются дугогасящие катушки (ДГК).

Таким макаром, допустимые токи замыкания на землю обычно меньше рабочих Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима токов защищаемого элемента, потому токовая защита от замыкания на землю, производится с включением реле на фильтр тока нулевой последовательности. Она приходит в действие благодаря прохождению по покоробленному участку тока нулевой последовательности 3I0экв, обусловленного емкостью всей электрически связанной сети С0ввк без учета емкости С01 покоробленной полосы. Защита не Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима должна срабатывать при повреждениях на других присоединениях сети, когда по защищаемой полосы проходит ток 3Iоп (3I01), обусловленный емкостью полосы. При всем этом для обеспечения недействия защиты ее ток срабатывания выбирают по условию

Iс.з = Котс3Iол. (17.7)

Коэффициент отстройки определяется видном емкостного тока в момент замыкания. На основании опытнейших данных для защит Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима без выдержки времени Котс = 4-5; для защит с выдержкой времени с учетом перемежающегося нрава замыкания коэффициент Котс = 2,0-2,5. Без выдержки времени производятся защиты, действующие на сигнал.

а)

б)

Рис.17.3 Защита от замыканий на землю с 3-мя ТТ, включенными в схему фильтра нулевой последовательности (а) и с кабельным ТТНП(б)

Для выполнения защиты Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима нулевой последовательности в качестве фильтра тока нулевой последовательности обычно употребляется трансформатор тока нулевой последовательности (ТНП) TAZ (рис.17.3,б). При замыкании на землю в сети токи повреждения могут замыкаться как через землю, так и по проводящей оболочке кабеля, в том числе и неповрежденного кабеля, что может вызвать неверное действие защиты Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима. Потому воронку и кабель на участке от ТНП до воронки изолируют от земли, а заземляющий провод присоединяют к воронке ТНП кабеля и пропускают через отверстие магнитопровода ТНП в направлении кабеля. При таком выполнении цепей защиты токи, проходящие по броне и проводящей оболочке кабеля, компенсируются токами, возвращающимися по Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима заземленному проводу

Чувствительность защиты характеризуется наименьшим первичным током замыкания на землю. При использовании электрического реле с трансформаторами тока нулевой последовательности можно выполнить защиту, действующую при наименьшем первичном токе замыкания на землю Iз = 5 А, потому нужно уменьшить ток Iср, зачем применяется реле тока с завышенной чувствительностью типа РТЗ-51.

2.2.3. Реле тока Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима с завышенной чувствительностью типа РТЗ-51 создано для сигнализации при однофазовых замыканиях на землю в сетях 6-10 кВ с изолированной нейтралью. Употребляется вместе с трансформаторами тока нулевой последовательности (ТТНП) в качестве органа, реагирующего на ток нулевой последовательности в схемах защит линий с изолированной нейтралью.

Устройство и принцип деяния реле тока типа РТЗ-51. Все Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима элементы, не считая резисторов R26 и R27 (рис.17.4), смонтированы в общем корпусе. Резисторы типа ПЭВ установлены на основании реле с внешней стороны. На цоколе установлена железная скоба, к которой крепятся трансформатор ТА, реле KL, плата с элементами и лицевая плата. На лицевой плате размещены тумблеры SB1-SB5, имеющие фиксацию положения Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима.

Схема электронная принципная реле типа РТЗ-51 содержит в себе воспринимающую, модифицирующую и сравнивающую части.

Воспринимающая часть реле состоит из промежного трансформатора тока ТА, резисторов R2-R7, которые вместе с тумблерами SB1-SB5 служат для дискретной регулировки уставки по току срабатывания.

Изменение уставки по току срабатывания может выполняться Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима последующими ступенями "п" - 6, 12, 24, 36, 48, mА. Включение ступеней соответствует утопленному состоянию тумблеров.

Величина тока срабатывания на соответственной уставке определяется по формуле:

I = (20 + n)10-3 A. (17.8)

Положение тумблеров на схеме соответствует малой уставке по току срабатывания.

Поочередно с первичной обмоткой трансформатора ТА включено сопротивление R1, ограничивающее величину тока во вторичной обмотке ТТНП при Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима огромных токах замыкания на землю, когда насыщение трансформатора ТА приводит к уменьшению сопротивления его первичной обмотки. Диоды VД1-VД4 созданы для ограничения амплитуды входного сигнала.

Модифицирующая часть реле представляет собой активный фильтр на операционном усилителе А1 с многоконтурной оборотной связью, включающей резисторы R8, R9 и R10 и конденсаторы С1 и Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима С2. Активным фильтром, настроенным на частоту 50 Гц, осуществляется отстройка реле от высших гармонических составляющих во входном токе.

Сравнивающая часть реле состоит из порогового элемента, выполненного на операционном усилителе А2, времяизмерительной цепи VД5, R15, R16 и С-7 и триггера Шмидта, построенного на операционном усилителе А3. Конденсаторы С3- С Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима10 являются корректирующими элементами операционных усилителей, исключающими их возбуждение. Резистор R17 является элементом оборотной связи.

Реле имеет 6 диапазонов срабатывания по току - от 0,02 до 0,12 А. Основная погрешность - менее 10%. Разброс тока срабатывания - менее 3%. Коэффициент возврата - не ниже 0,93.

Рис. 17.4. Принципная схема реле тока нулевой последовательности типа РТЗ-51

Схема питания реле от оперативного переменного Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима тока содержит в себе выпрямительный мост VС1, резистор R28 и конденсатор С13.

Исполнительный орган реле представляет собой усилительный каскад на транзисторе VТ1, в цепь коллектора которого включено выходное быстродействующее реле KL. Резисторами R24, R25 задается ток, открывающий транзистор VT1 в режиме срабатывания.

Оперативные цепи реле могут подключаться как к источнику неизменного напряжения Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима с номинальным напряжением 110 либо 220 В (выводы 6-10 и 12-10 соответственно), так и к источнику переменного тока с номинальным напряжением 100 В (выводы 8-10).

Порог срабатывания порогового элемента задается резисторами R11-R14. Конфигурацией сопротивления R11 обеспечивается настройка реле на малой уставке. Сигнал с выхода порогового элемента зависимо от его полярности заряжает либо Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима разряжает конденсатор С8.

При отсутствии входной воздействующей величины и в режиме, когда данная величина меньше установившегося порога срабатывания порогового элемента А2, конденсатор С8 времяизмерительной цепи заряжен до положительно потенциала, триггер Шмидта находится в несработанном состоянии, транзистор VT1 закрыт и выходное реле не срабатывает.

При возникновении входной воздействующей величины, превосходящей порог срабатывания Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима элемента А2, конденсатор С8 перезаряжается до напряжения достаточного для срабатывания триггера. Транзистор VT1 раскрывается и выходное реле KL срабатывает.

2.2.4. Направленная защита нулевой последовательности

Если в установившемся режиме свой емкостный ток полосы Iоп в сетях с изолированной нейтралью соизмерим с полным током замыкания на землю, то токовую защиту, реагирующую Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима на установившееся значение емкостного тока, выполнить нельзя. В таких случаях применяется направленная защита нулевой последовательности либо устройство сигнализации, контролирующее не только лишь значение, да и направление тока замыкания на землю.

Индустрия выпускает направленную защиту нулевой последовательности от замыкания на землю типа ЗЗП-1 с током замыкания на землю от 0,2 до 20 А Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима. Защита реагирует на ток замыкания, составляющий Iз = 0,07-2 А. Она состоит (рис.17.5,а) из вторичного измерительного преобразователя тока нулевой последовательности в виде промежного трансформатора TLA, нагруженного конденсатором С6 (именуемого согласующим устройством), двухкаскадного избирательного усилителя переменного тока на транзисторах VT1 и VT2, схемы сопоставления фаз на транзисторах VT3 и VT Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима4 2-ух электронных величин, пропорциональных току 3Iо и напряжению 3Uо нулевой последовательности, и реагирующего элемента ЕА.

Согласующее устройство конвертирует ток 3Iо в напряжение (на конденсаторе С6), сдвинутое по фазе на угол π/2 относительно тока нулевой последовательности, позволяет изменять ток срабатывания защиты (конфигурацией числа витков обмотки трансформатора) и обеспечивает тепловую стойкость защиты при Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима двойных замыканиях на землю (разрядник VF).

Двухкаскадный усилитель переменного тока выделяет и увеличивает составляющую промышленной частоты выходного напряжения согласующего устройства. Для этой цели на выходе усилителя включен резонансный контур С2-TL с частотой 50 Гц.

Схема сопоставления производит сопоставление фаз 2-ух синусоидальных величин: напряжения Uб вторичной обмотки трансформатора TL, пропорционального току Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима нулевой последовательности 3Iо и смещенного по фазе относительно его на угол π/2, и напряжения Uк автотрансформатора TLV, пропорционального напряжению нулевой последовательности 3Uо.

Рис. 17.5. Принципная схема реле типа ЗЗП-1 для направленной защиты от замыкания на землю и векторные диаграммы реле.

Из векторных диаграмм тока Iо и напряжения Uо (рис.17.5) следует, что Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима при замыкании на защищаемой полосы, когда через защиту к точке замыкания проходит ток 3Iоэкв, обусловленный емкостями неповрежденных линий, сравниваемые напряжения Uб и Uк совпадают по фазе (рис.17.5, б). На неповрежденной полосы ток 3Iол, обусловленный своей емкостью полосы, ориентирован к шинам, а сравниваемые ее защитой напряжения сдвинуты по Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима фазе на угол φ (рис.17.5, в).

Из этого следует, что защита срабатывает, имея наивысшую чувствительность, если угол φ сдвига фаз меж Uб и Uк равен нулю, и не действует при φ=π. Таким макаром, зона срабатывания определяется углом сдвига фаз -π/2<φ<π/2. На рис.17.5,б,в она ограничена линией нулевой чувствительности.

2.2.5. Устройство сигнализации однофазовых замыканий на Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима землю УСЗ 2/2. Устройство сигнализации однофазовых замыканий на землю типа УСЗ 2/2 создано для селективной сигнализации однофазовых замыканий на землю в сетях 6-10 кВ с возмещенной нейтралью. Устройство сигнализации устанавливается на головных участках, отходящих от подстанций с внедрением кабельных трансформаторов тока нулевой последовательности типа ТЗ, ТЗЛ, ТФ и др.

Рис.17.6. Принципная Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима схема устройствасигнализации однофазовых замыканий на землю типа УСЗ 2/2

Принцип деянияустройства типа УСЗ 2/2 (рис.17.6) основан на том, что при однофазовых замыканиях содержание высших гармоник в токе нулевой последовательности покоробленного присоединения всегда значительно выше, чем в токах нулевой последовательности каждого неповрежденного присоединения.


zashita-linij-6-35-kv-s-pomoshyu-tryohstupenchatoj-tokovoj-zashiti.html
zashita-marshrutizatora-sredstvami-cisco-ios-referat.html
zashita-metallicheskih-detalej-s-blestyashim-dekorativnim-pokritiem.html