Что такое токовая защита нулевой последовательности

  • Что такое нулевая последовательность
  • Сфера применения на практике
  • Как это работает?

Что такое нулевая последовательность

Чтобы понять, как работает трехфазная сеть, мы должны сначала вспомнить, что такое трехфазная сеть. Трехфазная сеть — это сеть переменного синусоидального тока. В трехфазной сети фазы сдвинуты друг к другу на 120 градусов. Вот как выглядит график:

Интересно! Основные идеи и положения трехфазных сетей питания разработаны Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским. Им разработан трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором беличьего типа, с фазным ротором и пусковым реостатом, искрогасительной сеткой, фазометром, частотомером со стрелкой.

Если это изображено на векторной диаграмме, изображение будет выглядеть как трехлучевая звезда. Предполагая, что токи и напряжения между фазами равны, такую ​​систему будем называть симметричной. Геометрическая сумма этих векторов равна нулю.

Важно: различают переднюю и заднюю фазовую последовательность. Фазы обозначены буквами A, B и C. Тогда последовательность A B C прямая, а C B A противоположная. Фазовый угол в обоих случаях составляет 120 градусов. В нулевой последовательности все фазовые векторы указывают в одном направлении, соответственно, результирующий вектор намного больше (в 3 раза больше, чем в нулевой последовательности) в нормальном состоянии системы.

В случае межфазного короткого замыкания токи во всех фазах увеличатся, система останется симметричной. А напряжения и токи нулевой последовательности равны нулю, как в нормальном состоянии схемы.

В результате однофазного замыкания на землю система станет асимметричной, и будут наблюдаться токи нулевой последовательности I0 и U0. Предположим, что фаза C закрывается, тогда токи фаз A и B упадут до нуля, а токи фазы C — до одной трети Ikz.

I0 = 1/3 (Ik + 0 + 0)

Следовательно, Ik = I0 * 3 Эти токи возникают из-за напряжения повреждения или Uk0 между клеммой обмотки трансформатора или генератора и точкой, где произошло повреждение.

Область применения на практике

Теоретические соображения довольно сложно постичь без предварительной подготовки, поэтому давайте перейдем к практике и ответим на вопрос, где используются короткие замыкания.

Как уже было сказано, токовая защита нулевой последовательности используется в сетях СН 110 кВ с заземленной нейтралью. В сетях среднего напряжения 6, 10 кВ и более с изолированными нейтральными точками не используются. Это связано с тем, что в сетях с заземленной нейтралью токи замыкания на землю очень велики.

Важно: поскольку LOPP защищает от замыканий на землю, его иногда называют защитой от замыканий на землю (EQP).

Как это работает

Принцип работы УЗО заключается в отключении распределительного устройства при однофазных отказах с заданной выдержкой времени. Задержка необходима для организации селективности защиты на различных трансформаторных подстанциях.

Пример схемы защиты по току нулевой последовательности показан на рисунке ниже:

Он использует реле тока KA и реле мощности KW. Трансформаторы тока (ТК) используются для контроля фазного тока в системе защиты низкого напряжения. Это специальные инструментальные трансформаторы, устанавливаемые на шину или кабель. На его обмотке индуцируется ЭДС, пропорциональная току, протекающему через сердечник или шину.

Одно из главных условий правильной работы компьютерных томографов — они должны иметь одинаковые кривые намагничивания. Это означает, что они должны быть не только идентичными по входным и выходным характеристикам, но и принадлежать к одному классу. Кроме того, стоит отметить, что погрешность их изготовления не должна превышать 10 процентов. Вы можете увидеть их на фото ниже.

Чтобы получить несбалансированные системные токи, сигнал пропускается через фильтр. В реальных условиях обмотки трансформатора соединены между собой. Это называется фильтром тока нулевой последовательности.

При нормальных условиях работы энергосистемы токи нулевой последовательности равны нулю, поэтому выходыИ фильтры тоже нулевые. В аварийном режиме при КЗ выходной ток ненулевой. Остальные части LPCS регулируются таким образом, чтобы исключить ложное срабатывание при определенном токе короткого замыкания.

Если раньше токовая защита нулевой последовательности была представлена ​​релейными схемами, то теперь производятся микропроцессорные терминалы для схем защиты. Это означает, что на микроконтроллерных системах может быть реализована современная последовательная токовая защита.

Рассматриваемая система используется как резервная защита. Благодаря его свойствам можно добиться избирательности работы, когда реле каждой последующей ТП срабатывают быстрее, чем предыдущая. Эта защита необходима для дальнейшего сведения к минимуму повреждений линий электропередач, трансформаторов, генераторов и обеспечения безопасности окружающей среды и людей, которые могут попасть в опасную зону.

Напоследок рекомендуем посмотреть полезное видео по этой статье:

Теперь вы знаете, что такое токовая защита нулевой последовательности, как она работает и для чего предназначена. Если у вас остались вопросы, обязательно задавайте их в комментариях под статьей!

Материалы по теме: