25.Токовые защиты нулевой последовательности в сетях с глухозаземленной нейтралью.

Защита выполняется трехступенчатой. Измерительными реле тока подклю­чаются к фильтру тока нулевой последовательности. Реле тока срабатывают при возрастании тока нулевой последовательности. Схемы защиты выполняется аналогично схе­мам токовой защиты от междуфазных КЗ.

Защита нулевой последовательности имеет преимущества:

1. Имеет более высокую чувствительность.

2. Имеет меньшую выдержку времени  последней ступени.

 

 

В ра­диальной сети с односторонним питанием короткие замыкания на землю возникают на участках, ограниченных об­мотками трансформаторов — Т1- Т3, соединенных в звезду. Путь прохождения тока нулевой последовательности определяется заземленными нейтралями. В данной схеме ток нулевой последовательности проходит по поврежденному участку через за­земленную нейтраль трансформатора Т1 и точку короткого замы­кания.

На линиях АБ и БВ и трансформаторах Т1—Т3 установле­ны токовые защиты А2—А5 от междуфазных повреждений и то­ковые защиты нулевой последовательности А₀2—А₀5 от КЗ на землю.

 

Первая ступень защиты – токовая отсечка без выдержки времени

Ток срабатывания выбирается по условю

,

 где  = 1,3 при использовании реле РТ-40 для линий 110—220 кВ.

- начальный ток нулевой последовательности, при замыкании на землю на шинах приемной подстанции в точке .

Рассматривают два вида КЗ - однофазное КЗ и - двойное КЗ.

 

Токовая отсечка не должна срабатывать

1. От токов ну­левой последовательности, кратковременно появляющихся при не­одновременном включении фаз выключателя. Для этого в схему защиты ставят промежуточное реле, создающее замедление около трех-четы-рех периодов.

2. В неполнофазном режиме, возникающем в цикле офнофазного АПВ на защищаемой линии.

Преимущество токовой отсечки нулевой по­следовательности.

1. Имеет большую защищаемую зону чем ТО, включенная на полные токи фаз. Это объясняется сильным наклоном кривой тока КЗ.

 

Вторая ступень защиты — токовая отсечка нулевой по­следовательности с выдержкой времени.

 Параметров защиты  и  необходимо отстроить от первых ступеней защит нулевой последовательности А₀3, А₀4. Это защиты линии БВ и трансформатора Т2.  Тока срабатывания выбирается по условиям

где  =1,1.

Из двух значений принимается большее.

Выдержка времени определяется как и выдержка времени второй ступени токовой защиты на полные токи фаз.  Обычно не превышает 0,5 с.

Третья ступень защиты — максимальная токовая за­щита нулевой последовательности.

При повреждениях на землю в точках  и  ток нулевой последовательности с высшей сто­роны трансформаторов Т2 и ТЗ отсутствует, поэтому защиту А₀4 и А₀5  выполняют без выдержки времени

Выдержки времени ;  и  защит А₀1—А₀3 выбирают по ступенчатому принципу. Так как , то токовую защиту ну­левой последовательности на головных участках можно выполнить более быстродейст­вующей, чем токовую защиту с включением реле на полные токи фаз.

В нормальном режиме и при многофазных КЗ в реле проходит только ток небаланса

Ток срабатывания ре­ле можно по условию

Максимальный ток небаланса протекает по реле при КЗ.

Ток небаланса определяется по формуле.

,

где ε = 10 % - максимальная погрешно­сть трансформаторов тока,

 =0,5 ... 1,0  - учетом коэффициента их однотипности

 — установившийся ток внешнего трехфазного короткого замыкания при повреждении в начале следующего участка. (для защиты A₀2 в точке ).

Когда выдержка времени защиты менее =0,3 с, при определении тока небаланса следует учи­тывать апериодическую составляющую

где =2 при времени действия защиты до =0,1 с и =l,5 при 0,1<=<=0,3.

где =1,25 — коэффициент отстройки, учитывающий  погреш­ность и необходимый запас.

Если чувствительность защиты недостаточно, то ее можно повысить если принять .

При этом внешние многофазные КЗ отклю­чаются со временем, меньшим времени действия токовой защиты нулевой последовательности. Ток небаланса от токов КЗ в реле нулевой защиты можно не учитывать. В этом случае достаточно ее ток срабатыва­ния выбирают по расчетному току небаланса в нормальном режиме

=.

 Ток  значительно меньше тока , поэто­му при внешних многофазных КЗ измерительный орган защиты срабатывает. Для обеспечения возврата реле после отключения внешних коротких замыканий при выборе тока сраба­тывания учитывается коэффициент возврата k_B:

коэффициенты , - такие же как и у МТЗ на полные токи фаз.

=1,1-1,2;

Защита нулевой последовательности по сравнению с защитой на полные токи фаз имеет меньшую выдержку времени и большую чувствительность.