Токовые и токовые направленные защиты нулевой последовательности в сетях с изолированной нейтралью

Схемотехника токовых защит нулевой последовательности

На рис 3.10 приведена схема трехступенчатой токовой направленной защиты нулевой последовательности:

Область применения. В сетях с изолированной нейтралью (6‑35кВ) при однофазном замыкании на землю присутствуют ток и напряжение нулевой последовательности. Величина тока однофазного замыкания на землю [8, 9] обычно имеет небольшую величину (несколько единиц или десятков ампер) и не больше рабочего тока линии, в связи с этим ПУЭ допускает работу поврежденной сети до двух часов. Однако существуют причины, из-за которых это повреждение необходимо отключать:

― возникает большой градиент напряженности электрического поля, следовательно высокое шаговое напряжение, опасное для человека и животного;

а) б) в)

г)

Рисунок 3.10. Схема трехступенчатой токовой защиты нулевой последовательности: а) первичные цепи присоединения; б) вторичные цепи трансформаторов тока; в) вторичные цепи трансформатора напряжения; г) логическая схема оперативных цепей постоянного тока

― однофазное замыкание на землю обычно сопровождается перемежающейся дугой, что чрезвычайно опасно для взрыво- и пожароопасных предприятий;

― нулевой потенциал перемещается в поврежденную фазу, а к фазной изоляции неповрежденных фаз прикладывается линейное напряжение в раз больше номинального. Ослабленная изоляция может не выдержать, произойдет ее пробой и возникнет двойное замыкание на землю, или двухфазное КЗ;

― перемежающаяся дуга, как известно, сопровождается высокочастотными гармониками. При наличии индуктивностей и емкостей возникают резонансные перенапряжения, которые в несколько раз больше номинального, что также может привести к двойному замыканию на землю, или двухфазному КЗ.

В сетях с компенсированной нейтралью с точно настроенной индуктивностью отсутствует дуга в месте повреждения, но все остальные негативные признаки воздействия остаются.

С учетом вышеупомянутых негативных воздействий к защите от замыканий на землю предъявляются следующие требования:

― защита действует на сигнал в сетях, где допускается работа с повреждением до двух часов;

― защита должна действовать без выдержки времени во взрывоопасных и пожароопасных производствах, строительных и некоторых других видах производства;

― защита должна удовлетворять требованиям селективности при внешних замыканиях;

― в целях упрощения допустимо не устанавливать защиту на электроустановках, удаленных от источников питания, или когда вероятность однофазного замыкания мала;

― защита должна чувствовать однофазное замыкание через перемежающуюся дугу;

― желательно иметь непрерывность действия защиты, а не только в первый момент времени при перезаряде емкостей сети.