Токовая защита нулевой последовательности ТЗНП

Рис.36. Схема ТЗНП.

Трансформаторы тока соединены в фильтр токов нулевой последовательности.

При двухфазных и однофазных замыканиях на землю в нейтральном проводе появляются токи нулевой последовательности   I₀=(I_А+I_В+I_С)/3, на которые срабатывает реле.

Ток срабатывания защиты I_СЗ=3I₀-I_НБ

где I_НБ – ток небаланса фильтра нулевой последовательности.

Ток срабатывания реле I_СР= I_СЗ/n_Т

Защита ТЗНП широко применялась еще с советских времен на базе электромеханических реле, например ЭПЗ-1636.

Однофазное замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью.

В сетях с малыми токами замыкания на землю, к которым относятся сети 3-35 кВ, работающие с изолированной нейтралью, замыкание одной фазы на землю сопровождается значительно меньшими токами, чем токи 3-х фазные и двухфазные токи КЗ.

        При замыкании на землю одной фазы фазное напряжение поврежденной фазы U_А относительно земли становится равным нулю, а напряжения неповрежденных фаз Uв и Uс увеличиваются в 1,73 раза и становятся равными междуфазным U_AB и U_AC на рис. 37 б).

Рис. 37. Схема токов при однофазном КЗ в сети с изолированной нейтралью. 

а) схема, б) векторная диаграмма токов при замыкании фазы А на землю.

Под действием напряжений Úв и Úc через место повреждения проходит ток I_ЗА, замыкающийся через емкости неповрежденных фаз С _В и С_С. Емкость поврежденной фазы зашунтирована местом замыкания, и поэтому ток через нее не проходит. Значение тока в месте замыкания на землю определяется следующим выражением:

Поскольку активные и индуктивные сопротивления генераторов, трансформаторов и кабельных линий много меньше, чем емкостное сопротивление сети, ими можно пренебречь, тогда  

Хс=1/2πf×C₀×ℓ×10^-6,  

где: f –частота сети, равная 50 Гц; С₀ - удельная емкость 1 км фазы линии относительно земли, ℓ - длина линии в км.

Ток нулевой последовательности I₀:

Пример. Дано: U = 10 кВ, С₀=0.347 мкФ/км (удельная ёмкость одной фазы относительно земли, длина линии 15 км.