Трансформатор тока нулевой последовательности 6 кв – Токовая защита нулевой последовательности: принцип действия и применение

Токовая защита нулевой последовательности: принцип действия и применение

В высоковольтных сетях из-за каких-либо повреждений может нарушаться нормальная работа электроустановок. Достаточно частое повреждение – замыкание на землю, при котором возникает угроза как человеческой жизни за счет растекания потенциала, так и оборудованию за счет нарушения симметрии в сети. Чтобы предотвратить возможные последствия от таких повреждений на подстанциях и в других устройствах применяют токовую защиту нулевой последовательности (ТЗНП).

Что такое нулевая последовательность?

Преимущественное большинство сетей получают  питание по трехфазной системе. Которая характеризуется тем, что напряжение каждой фазы смещено на 120º.

Рис. 1. Форма напряжения в трехфазной сети

Как видите из рисунка 1 на диаграмме б) показана работа сбалансированной симметричной системы. При этом если выполнить геометрическое сложение представленных векторов, то в нулевой точке результат сложения будет равен нулю. Это означает, что в системах 110, 10 и 6 кВ,  для которых характерно заземление нейтралей трансформаторов, при нормальных условиях работы, какой-либо ток в нейтрали будет отсутствовать. Также следует отметить, что геометрически смена фаз может подразделяется на такие виды:

  • прямой последовательности, при которой их чередование выглядит как A – B – C;
  • обратной последовательности, при которой чередование будет C – B – A;
  • и вариант нулевой последовательности, соответствующий отсутствию угла сдвига.

Для первых двух вариантов угол сдвига будет составлять 120º.

Рис. 2. Прямая, обратная и нулевая последовательность

Посмотрите на рисунок 2, здесь нулевая последовательность, в отличии от двух других, показывает, что векторы имеют одно и то же направление, но их смещение в пространстве между собой равно 0º. Подобная ситуация происходит при однофазном кз, при этом токи двух оставшихся фаз устремляются в нулевую точку. Также эту ситуацию можно наблюдать и при междуфазных кз, когда две из них, помимо нахлеста, попадают еще и на землю, а в нуле будет протекать ток лишь одной фазы.

При возникновении трехфазных кз в нейтрали обмоток ток не будет протекать, несмотря на аварию. Потому что токи и напряжения нулевой последовательности по-прежнему будут отсутствовать. Несмотря на то, что фазные напряжения и токи в этой ситуации могут в разы возрасти, в сравнении с номинальными.

Принцип работы ТЗНП

Практически все релейные защиты, действие которых отстраивается от появления токов  нулевой последовательности, имеют схожий принцип. Рассмотрите вариант такой схемы, демонстрирующей действие защиты.

Принципиальная схема простейшей ТЗНП

Здесь представлен вариант включения  реле тока Т, которое подключается ко вторичным обмоткам трансформаторов тока (ТТ), собранных в звезду. В данной ситуации нулевой провод от звезды обмоток трансформаторов отфильтровывает составляющие нулевой последовательности, в случае их возникновения.  При условии, что система работает симметрично, обмотки реле Т будут обесточенными. А при условии, что в одной из фаз произойдет замыкание на землю, ТТ отреагирует на это, из-за чего по нулевому проводу потечет ток. Это и будет та самая составляющая нулевой последовательности, из-за которой произойдет возбуждение обмотки реле Т.

После чего происходит выдержка времени, определяемая параметрами реле В. При истечении установленного промежутка времени токовая защита посылает сигнал на соответствующую коммутационную установку У. Которая и производит отключение трехфазной сети. Более сложные варианты схемы могут включать и реле мощности, которое позволяет отлаживать работу защиты по направлению.

В случае междуфазных повреждений симметрия не нарушиться, а лишь измениться  величина токов. А ТТ будут продолжать компенсировать токи, стекающиеся в нулевой провод. Преимущество такой схемы заключается в том, что при максимальных рабочих токах, все равно не будет срабатывать защита, поскольку будет сохраняться симметрия.

Но при существенном отличии в магнитных параметрах измерительных трансформаторов, произойдет дисбаланс в системе, и по нулевому проводнику будет протекать ток небаланса. Что может обуславливать ложные срабатывания токовой защиты даже в тех сетях, где соблюдается номинальный режим питания.

Правила подборки трансформаторов тока.

С целью снижения небаланса, влияющего на правильность срабатывания токовой защиты, подбирают такие ТТ, у которых вторичные токи не создадут перетоков. Для чего они должны соответствовать таким требованиям:

  • Обладать идентичными кривыми гистерезиса;
  • Одинаковая нагрузка вторичных цепей;
  • Погрешность на границе участков сети не должна превышать 10%.

К их вторичным цепям запрещено подключать еще какую-либо нагрузку, приводящую к искажению кривой намагничивания хотя бы в одном ТТ. Поэтому на практике при возникновении токов срабатывания от симметричной системы рекомендуют подвергать замене не один и не два, а все три трансформатора одновременно.

Область применения

Токовая защита, способная отреагировать на появление нулевой последовательности, нашла достаточно широкое применение  в линиях с заземленной нейтралью. Так как в них  токи коротких замыканий достигают наибольших величин. А вот при изолированной нейтрали ее установка нецелесообразна, поэтому ТЗНП в них не используют. Сегодня установки ТЗНП находят широкое применение:

  • на шинах районных подстанций для защиты силового оборудования;
  • в распределительных устройствах трансформаторных, переключающих и комплектных подстанций;
  • в токовых цепях крупных промышленных объектов с трехфазным силовым оборудованием.

Выбор уставок для ТЗНП

Для обеспечения ступенчатого принципа вывода линии, токовая защита, контролирующая появление нулевой последовательности в цепях, должна соответствовать селективности срабатывания. Здесь под селективностью понимается последовательное отключение определенных участков цепи, в зависимости от их значимости, с целью определения места повреждения или выделения поврежденного промежутка. Для этого выбираются соответствующие уставки срабатывания по времени для защиты. Рассмотрите пример выбора уставок на такой схеме.

Пример выбора уставок

Как видите, ТЗНП в данном случае отстраивается по тому же принципу, что и максимальная токовая защита, но с меньшей величиной выдержки времени. В этом примере каждая последующая ступень защиты выдерживает временную задержку на промежуток Δt больше, чем предыдущая. То есть время срабатывания первой токовой отсечки, в сравнении со второй будет рассчитываться по формуле: t1 = t2+ Δt. А время срабатывания второй по отношению к третей будет составлять t2 = t3+ Δt. Таким образом каждое последующее реле выполняет функцию резервной защиты.

Если обмотки преобразовательных устройств включаются по системе звезда – треугольник, а также звезда – звезда, ТЗНП первичных и вторичных цепей не совпадают. Из-за того, что замыкание в линиях высокого напряжения не обязательно вызовет появление составляющих нулевой последовательности в низких обмотках и питаемой ими цепи. Так как селективность ТЗНП для каждой  из них должна выстраиваться независимо, на практике должна обеспечиваться их независимая работа.

Такая система ступенчатых защит позволяет минимизировать дальнейший переход повреждения на другие участки сети и силовое оборудование. А также помогает вывести из-под угрозы персонал, обслуживающий эти устройства. Главное требование к токовой защите – предотвращение ложных коммутаций по отношению к соответствующей зоне срабатывания.

Практическая реализация ТЗНП

Сегодня токовая защита, реагирующая на возникновение нулевой последовательности, может реализовываться микропроцессорными установками и посредством реле. В большинстве случаев устаревшие реле повсеместно заменяются на более новые версии токовой защиты. Но, помимо ТЗНП настраиваются в работу дистанционные, дифференциальные защиты и прочие устройства. Чья работа основывается как на симметричных составляющих, так и на других параметрах сети.

Помимо этого, в своем  классическом исполнении ТЗНП не имеет возможности определять место повреждения. То есть для нее не имеет значение, в каком месте произошел обрыв. Поэтому для определения направления, в котором ток протекает по направлению к земле, применяют направленную защиту. Такая система отстраивается не только на токах, а и на напряжении, возникающем от нулевой последовательности. Данные величины подаются с трансформаторов напряжения, включенных по системе разомкнутого треугольника.

Схема работы направленной защиты

При замыкании в зоне резервирования токовой защиты к одной из обмоток реле мощности поступает напряжение, а на вторую обмотку поступает ток нулевой последовательности, используемый для токовой защиты. При условии, что вектор мощности направлен в линию, реле мощности разблокирует срабатывание токовой защиты. В противном случае, когда направление мощности указывает, что неисправность произошла на другом участке, реле мощности продолжит блокировать срабатывание токовой защиты.

Сегодня практическая реализация такой защиты выполняется посредством микропроцессорных блоков REL650  или на реле ЭПЗ-1636. Каждый, из которых уже включает в себя и токовую отсечку, и дистанционную защиту, и  пусковое реле для возобновления питания.

Видео в дополнение к написанному

www.asutpp.ru

СЗТТ :: Трансформаторы тока ТЗРЛ

Таблица используемых коэффициентов трансформации

Краткая информация о ТТНП

Скачать каталог на трансформаторы (pdf; 32 Мб)

Скачать каталог на трансформаторы ТВ (pdf; 3,5 Мб)

Скачать каталог «Трансформаторы для железных дорог» (pdf; 4,8 Мб)

Трансформаторы тока ТЗРЛ

ТУ16 — 2011 ОГГ.671 211.059 ТУ
взамен
ТУ16 — 2006 ОГГ.671 211.055 ТУ

Руководства по эксплуатации

Сертификаты

Версия для печати (pdf)

Требования к оформлению заказов трансформаторов предназначенных на экспорт

Назначение

Трансформаторы предназначены для работы в схемах релейной защиты от замыкания на землю путем трансформации возникших при этом токов нулевой последовательности и устанавливаются на кабель. Трансформатор устанавливается на кабель диаметром от 70, 100, 125, 150, 180 и 200 мм.

Изоляция между токоведущими жилами кабеля и обмотками трансформатора обеспечивается компаундом трансформатора и собственной изоляцией кабеля, что позволяет использовать трансформаторы в распределительных устройствах до 10 кВ.

Климатическое исполнение «У» категории 2 по ГОСТ 15150.

Рабочее положение — любое.

Трансформатор может быть использован в высоковольтных кабельных или шинных линиях (3-110) кВ при условии, что главная изоляция между токопроводящими жилами кабеля (шины) и вторичной обмоткой трансформаторов обеспечивается изоляцией кабеля (шины) или воздушным промежутком. Это допущение указано в руководстве по эксплуатации.

Таблица 1. Технические данные






Наименование параметра

Норма

Номинальная частота, Гц

50 или 60

Номинальное напряжение, кВ

0,66

Односекундный ток термической стойкости вторичной обмотки, А

140

Испытательное одноминутное напряжение промышленной частоты, кВ

3

Таблица 2. Максимальная чувствительность защиты




Тип реле

Используемая шкала реле, А

Уставка тока
срабатывания, А

Чувствительность защиты (первичный ток, А), не более

при работе с
одним транс-
форматором

при после-
довательном
соединен.
трансформ.

при параллель-
ном соеди-
нении двух
трансформ.

РТ-140/0,2
РТЗ-51

0,1–0,2
0,02–0,1

0,1
0,03

25
3

30
4

45
4,5

Общий вид трансформатора ТЗРЛ-75(-100; -150; -200) (чертеж)

Общий вид трансформатора ТЗРЛ-150(-180) (чертеж)

Версия для печати (pdf)

Разъемный трансформатор тока ТЗРЛ для защиты

Таблица 1. Технические характеристики














Наименование параметра

Значение

 

Номинальное напряжение, кВ

0,66

Наибольшее рабочее напряжение, кВ

0,8

Номинальная частота, Гц

50 или 60*

Номинальный первичный ток, А

50-2000

Наибольший рабочий первичный ток, А

50-2000

Номинальный вторичный ток, А

1

Количество вторичных обмоток, шт.

1

Номинальная вторичная нагрузка, при cos φ = 0,8 (нагрузка индуктивно – активная)

3 – 30**

Класс точности по ГОСТ 7746

10Р

Односекундный ток термической стойкости, А, не менее

80

Номинальная предельная кратность вторичной обмотки, не менее

Уточняется при заказе

Примечание *Только для трансформаторов, предназначенных для поставок на экспорт.

                         **Уточняется при заказе

Общий вид трансформатора (чертеж)

Версия для печати (pdf)

Разъемный трансформатор тока нулевой последовательности ТЗРЛ для микропроцессорной защиты

Назначение

Трансформаторы ТЗРЛ для микропроцессорной защиты предназначены для схем релейной защиты от замыкания на землю путем трансформации возникших при этом токов нулевой последовательности и устанавливаются на кабель.

Трансформаторы ТЗРЛ выпускаются исполнения У2 и Т2.

У или Т – климатическое исполнение по ГОСТ 15150;

2 – категория размещения по ГОСТ 15150. 

Таблица 1. Технические характеритики трансформаторов ТЗРЛ для микропроцессорной защиты







Наименование параметра

Значение

Номинальное напряжение, кВ

0,66

Номинальная частота, Гц

50,60*

Односекундный ток термической стойкости вторичной обмотки, А

20,0

Чувствительность защиты по первичному току при работе с реле РТЗ-51 с током уставки 0,03 А и сопротивлении соединительных проводов 1 Ом, не более, А:

25

Номинальный первичный ток, А, не более

100

Трансформаторы ТЗРЛ для микропроцессорной защиты используются для эксплуатации с микропроцессорной защитой типа SEPAM или микропроцессорной защитой другого типа по согласованию с заказчиком.

Общий вид трансформатора (чертеж)

Версия для печати (pdf)

www.cztt.ru

5.2.6 Выбор трансформаторов тока нулевой последовательности на зру 6 кВ. Трансформатор тока нулевой последовательности 6 кв

Трансформатор тока нулевой последовательности

Содержание:

  1. Что такое ток нулевой последовательности
  2. Принцип работы
  3. Видео: Токовая защита нулевой последовательности

Иногда в электроустановках может произойти разрушение изоляции, что приводит к утечкам тока. С целью контроля подобных токовых утечек было создано специальное устройство – трансформатор тока нулевой последовательности, нашедший применение также и в устройствах защитного отключения. Данные трансформаторы обнаруживают в нейтрали небаланс или токи нулевой последовательности. Если замыкается одна из фаз, происходит фиксация общих фазных токов, превышающих допустимое значение, после чего вся цепь своевременно отключается.

Что такое ток нулевой последовательности

В электрических сетях с напряжением от 6 до 35 кВ токи нулевой последовательности, как правило, связаны с однофазными замыканиями на землю. Эти токи могут возникать и при нормальных режимах работы, достигая значительной величины. Это приводит к ложным срабатываниям защитных устройств от замыканий на землю.

Трехфазные сети с переменным напряжением могут работать в различных режимах, в том числе и несимметричных. Для расчетов таких режимов используется метод симметричных составляющих, в котором фазные токи и напряжения представлены в виде суммы, включающей в себя прямую, обратную и нулевую последовательность.

В схемах автоматической и релейной защиты чаще всего используется прямая и нулевая последовательность. Прямая последовательность состоит из синусоидальных токов и напряжений, одинаковых по величине во всех трех фазах. Их угловой сдвиг составляет 120 градусов, а максимальные значения достигаются в порядке очереди – А, В и С. Компоненты нулевой последовательности также имеют одинаковую величину в каждой из трех фаз, однако у них отсутствует угловой сдвиг.

Когда установлен симметричный режим работы, в фазных токах и напряжениях должна быть только прямая последовательность. Если же зафиксировано заметное проявление элементов нулевой последовательности, это указывает на возникновение в сети аварийной ситуации, требующей обязательного отключения каких-либо участков.

В электрических сетях напряжением 6-35 киловольт настраивать защиту нулевой последовательности следует с особой осторожностью. Это связано с отсутствием глухозаземленной нейтрали, когда токи нулевой последовательности практически не превышают рабочих токов во всех подключениях. Из-за этого настройка защиты становится очень сложной или вообще невозможной, особенно при наличии в цепях множества линий с однофазными кабелями, неудачно расположенными между собой. Токи нулевой последовательности в нормальном режиме могут появиться в жилах и экранах однофазных кабелей. Частично влияние этих токов компенсируется подключением трансформаторов тока.

Принцип работы

Прежде чем рассматривать трансформаторы тока нулевой последовательности, нужно остановится на обычных трансформаторах. Все устройства этого типа разделяются на трансформаторы тока и напряжения. Они применяются для измерений токов и напряжений с большими величинами. На одну из обмоток подается ток или напряжение, которое требуется измерить, а на выходе второй обмотки снимаются уже преобразованные, как правило пониженные значения этих параметров.

Через трансформаторы тока наиболее часто подключаются магнитоэлектрические вольтметры и параллельные цепи, а трансформаторы напряжения соединяются с амперметрами и другими последовательными цепями.

Трансформаторы нулевой последовательности также относятся к токовым измерительным приборам. От других видов трансформаторных устройств они отличаются назначением и принципом работы. Основной функцией данных приборов является регистрация токовых утечек или отсутствия фазы при коротком замыкании в трехфазных кабелях. Когда в жилах таких кабелей возникает асимметрия токов, это приводит к появлению на выходе вторичной обмотки сигнала небаланса. Далее этот сигнал уходит к контрольному устройству, с помощью которого отключается питание поврежденного кабеля. Подключение трансформатора тока нулевой последовательности осуществляется не к каждой фазе. Он соединяется сразу со всеми жилами кабеля.

Таким образом, принцип работы этих устройств основан на выделении сигнала через трансформацию токов нулевой последовательности при однофазных замыканиях на землю. Они пр

10i5.ru

Трансформатор ТЗРЛ-100

Трансформатор ТЗРЛ-100 предназначен для передачи сигнала приборам и устройствам релейной защиты, автоматики, сигнализации и управления. Устанавливается в комплектных распределительных устройствах на кабель диаметром до 100мм.

Трансформатор ТЗРЛ-100 изготавливают 2-х типов. 1 тип — трансформатор тока нулевой последовательности, 2 тип — трансформатор тока для защиты. Трансформатор тока нулевой последовательности используется для подачи напряжения в цепь релейной защиты при замыкании на землю какой-либо из жил трехфазного кабеля. Трансформатор тока для защиты используется для передачи сигнала об аварийном состоянии (токи перегрузки, токи короткого замыкания) в линии электропередачи или электрооборудовании.

 

Основной принцип работы трансформатора тока нулевой последовательности. В окне трансформатора расположен трехфазный кабель. При нормальных условиях все фазы смещены на одинаковые углы. Этим осуществляется компенсация магнитных полей от протекающих по кабелю токов. Результирующее магнитное поле вокруг кабеля равно нулю. При замыкании какой либо из жил нарушается симметрия, возникают токи нулевой последовательности, которые наводят напряжение в трансформаторе, которое питает катушку реле. Таким образом осуществляется управление работой реле.

Трансформатор ТЗРЛ-100 изготавливают в климатическом исполнении “У”, категории размещения 2 и его необходимо эксплуатировать при следующих условиях:
— установку необходимо производить на высоте не превышающей 1000м над уровнем моря (под заказ возможна поставка трансформаторов для работы на высоте выше 1000м);
— верхнее значение температуры внутри КРУ +50°C, нижнее согласно ГОСТ 15543.1;
— допускается влажность воздуха 100%, при температуре +25°C;
— неагрессивная и не взрывоопасная окружающая среда;
— положение в котором может работать трансформатор – любое.

Чертеж, габаритные и установочные размеры трансформатора ТЗРЛ-100


Основные технические характеристики трансформаторов тока нулевой последовательности ТЗРЛ-100:

Параметр Величина
Напряжение сети, В 660*
Частота сети, Гц 50
Коэффициент трансформации 30/1
Односекундный ток термической стойкости, А 140
Значение испытательного одноминутного напряжения, кВ
3

 

Наименование реле Шкала реле, А Ток уставки, А Чувствительность срабатывания защиты по первичному току, А
с одним включенным трансформатором 2 последовательно включенных трансформатора 2 параллельно включенных трансформатора
РТ-140/0,2 0,1-0,2 0,1 25 30 45
РТЗ-51 0,02-0,1 0,03 3 4 4,5

Значения чувствительности срабатывания защиты указаны для обмоток реле, соединенных параллельно и соединительных проводов сопротивлением не более 1 Ом.

 

Основные технические характеристики трансформаторов ТЗРЛ-100 для защиты:

Параметр Величина
Значение номинального напряжения, кВ 0,66*
Значение наибольшего рабочего напряжения, кВ
0,8
Частота сети, Гц 50
Значение номинального первичного тока, А
600; 750; 800; 1000; 1200; 1500; 2000
Значение наибольшего рабочего первичного тока, А
630; 800; 800; 1000; 1250; 1600; 2000
Значение номинального вторичного тока, А 1
Количество вторичных обмоток, шт. 1
Значение номинальной вторичной нагрузки, при cosφ=0,8 3; 5; 10; 15; 20; 25; 30
Значение класса точности
5P; 10P
Значение односекундного тока термической стойкости, А
80

Значение номинальной предельной кратности вторичной обмотки, при номинальной вторичной нагрузке 30ВА и номинальном первичном токе:

600

750

800

1000

1200

1500

2000

 

 

 

4

5

6

7

8

9

11

 

* Возможна установка трансформаторов в высоковольтных шинных или кабельных линиях на номинальное напряжение 3-110 кВ при условии, что главная изоляция между вторичной обмоткой трансформатора и токопроводящими жилами (шина, кабель) обеспечивается изоляцией кабеля (шины) или воздушным зазором.

 

Конструкция трансформатора ТЗРЛ-100.  Трансформатор ТЗРЛ-100 изготавливается в литом корпусе с диаметром окна 100мм. Трансформатор имеет вид разъемной конструкции. Роль первичной обмотки выполняет  трехфазный кабель, который пропускается через окно трансформатора. Вторичная обмотка тороидального типа намотана на разрезной магнитопровод, помещена в корпус, и заливается эпоксидным компаундом. Магнитопровод изготавливают из высококачественной электротехнической стали. Изоляция между первичной и вторичной обмоткой трансформатора обеспечивается изоляцией кабеля. Для соединения разрезных частей трансформатора служат шпильки. Для крепления трансформатора на месте установки служат втулки с резьбовыми отверстиями, расположенные в нижней части трансформатора. Маркировка выводов обмоток трансформатора – рельефная и выполняется путем заливки трансформаторов эпоксидным компаундом в форму.

Видео трансформатора ТЗРЛ-100:

 


Фото трансформатора ТЗРЛ-100:

Чтобы заказать трансформатор ТЗРЛ-100 звоните в компанию “ЭнергоСфера” по телефону:

(066)473-42-45 (068)256-29-77  (093)113-81-73
  • < Трансформатор ТЗРЛ-125
  • Трансформатор ТЗРЛ-70 >
Автор: Денис Ярошенко

energosfera.org.ua

Токовая защита нулевой последовательности: принцип действия и назначение

Наиболее частой неисправностью в трёхфазной сети является замыкание на землю. Межфазные замыкания встречаются реже. В сетях 110 кВ от однофазных замыканий на землю используется токовая защита нулевой последовательности, сокращенно ТЗНП. В этой статье мы рассмотрим её устройство, принцип действия и назначение.

Что такое нулевая последовательность

Для того чтобы разобраться как работает ТЗНП, сначала нужно вспомнить что такое трехфазная сеть. Трехфазная сеть — это сеть переменного синусоидального тока. В трёхфазной цепи фазы сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов. Вот так это выглядит на графике:

Интересно! Основные идеи и положения трехфазных сетей электроснабжения были разработаны Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским. Он разработал трёхфазный асинхронный двигатель с КЗ ротором типа беличья клетка, с фазным ротором и пусковым реостатом, искрогасительную решетку, фазометр, стрелочный частотомер.

Если изобразить это на векторной диаграмме, то изображение будет напоминать трехлучевую звезду. При условии равенства токов и напряжений между фазами такая система будет называться симметричной. Геометрическая сумма этих векторов равна нулю.

Важно! Различают прямую и обратную последовательность чередования фаз. Фазы обозначаются буквами A, B и C. Тогда последовательность A B C — прямая, C B A — обратная. При этом угол сдвига фаз в обоих случаях составляет 120 градусов. При нулевой последовательности вектора всех фаз направлены в одном направлении, соответственно результирующий вектор значительно превышает таковой (в 3 раза, по сравнению с нулевой последовательностью) в нормальном состоянии системы.

В случае межфазного замыкания токи во всех фазах возрастут, система все равно останется симметричной. А напряжения и токи нулевой последовательности равны нулю, как и в нормальном состоянии цепи.

В результате однофазного замыкания на землю система станет несимметричной и будут наблюдаться токи нулевой последовательности I0 и U0. Допустим замкнула фаза C, тогда токи фаз A и B устремятся к нулю, а в фазе C к трети от Iкз.

Тогда:

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

Отсюда Iк=I0*3. Эти токи возникают под воздействием напряжения КЗ или Uк0 между выводом обмотки трансформатора или генератора и точкой, в которой произошло замыкание.

Область применения на практике

Теоретическая часть без предварительной подготовки воспринимается достаточно сложно, поэтом перейдем к практике и ответим на вопрос, где применяется ТЗНП.

Как уже было сказано токовая защита нулевой последовательности используется в ВВ сетях напряжением 110 кВ с заземленной нейтралью. В сетях среднего напряжения 6, 10 кВ и больше с изолированной нейтралью не используется. Это связано с тем, что в сетях с заземленной нейтралью токи КЗ на землю очень большие.

Важно! Так как ТЗНП защищает от КЗ на землю, ее иногда называют земляной защитой (ЗЗ).

Как это работает

Принцип работы ТЗНП заключается в отключении коммутационной аппаратуры в случае однофазных замыканий с определенной выдержкой времени. Задержка времени нужна для организации селективности защит на разных трансформаторных подстанциях.

Пример схемы токовой защиты нулевой последовательности изображен на рисунке ниже:

В ней используется токовое реле КА и реле мощности KW. Для контроля тока по фазам в ТЗНП используются трансформаторы тока (ТТ). Это специальные измерительные трансформаторы надеваются на шину или провод. На его обмотках наводится ЭДС пропорциональное току, протекающему через жилу или шину.

Одним из главных условий корректной работы ТЗНП является то, чтобы у ТТ были одинаковые кривые намагничивания. Это значит, что они должны быть не просто одинаковы по входным и выходным характеристикам, но и быть одной марки. Кроме того, стоит отметить, что погрешности их выходных параметров не должны быть больше 10 процентов. Их вы видите на картинке ниже.

Чтобы получить токи выведенной из баланса системы сигнал пропускают через фильтр. В реальном применении соединяют обмотки трансформаторов между собой. Это называют фильтром токов нулевой последовательности.

В нормальном состоянии электросети токи нулевой последовательности равны нулю, соответственно Iвыходные фильтра ТЗНП тоже равны нулю. В аварийном режиме, при КЗ, выходной ток отличен от нуля. Остальные части ТЗПН настраиваются таким образом, чтобы исключить ложные срабатывания под определенный ток КЗ.

Если ранее токовая защита нулевой последовательности представляла собой релейные схемы, то в настоящее время выпускаются микропроцессорные терминалы для защитных цепей. То есть, современная ТЗНП может выполняться на микроконтроллерных схемах.

Рассмотренная система используется в качестве резервной защиты. Благодаря её свойствам можно достичь селективность срабатывания, где РЗиА каждой последующей ТП срабатывает быстрее, чем на предыдущей. Защита нужна чтобы минимизировать дальнейшие повреждения ЛЭП, трансформаторов, генераторов, а также, чтобы обезопасить окружающую среду и людей, которые могут попасть в опасную зону.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме статьи:

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

Материалы по теме:

samelectrik.ru

Схемы подключения ТТНП для параллельных кабелей

В данной статье речь пойдет о схемах подключения ТТНП для параллельных кабелей. Как оказалось, данный вопрос достаточно актуален, так как многие начинающие инженеры применяют для нескольких параллельно проложенных кабелей к одному потребителю один трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП).

На рис.1 показан один из примеров правильного и неправильного подключения ТТНП для параллельных кабелей.

Если защищаемая линия выполнена из нескольких параллельных ниток кабеля, на каждой из них устанавливается однокабельный ТТНП, вторичные обмотки которых соединяются параллельно или последовательно [Л1, с.54].

На рис.2 показаны схемы подключения вторичных обмоток ТТНП к терминалу защиты для параллельных кабелей.

Оптимальной является, как правило, схема соединения вторичных обмоток и реле тока (терминал защиты), обеспечивающая минимальный первичный ток срабатывания защиты Iс.з.мин. Значение Iс.з.мин. определяется техническими характеристиками реле тока и ТТНП и схемой соединения их вторичных обмоток. На практике же в основном отдается предпочтение параллельному соединению вторичных обмоток ТТНП.

Особенностью однокабельного ТТНП является небольшое значение тока небаланса в режимах без ОЗЗ. Это обусловлено практически симметричным расположением токоведущих жил кабеля по отношению ко вторичной обмотке ТТНП. Кроме того, при установке ТТНП на кабель с металлической оболочкой последняя выполняет функции выравнивающею экрана.

Поэтому основной причиной возникновения тока небаланса в однокабельном ТТНП является различие взаимоиндукции между фазными проводами, расположенными выше кабельной воронки, и вторичной обмоткой ТТНП [2]. Для уменьшения влияния электромагнитных полей фазных токов и соответственно тока небаланса ТТНП рекомендуется устанавливать на расстоянии не менее, чем 0,5 — 1 м от кабельной воронки [3]. Однако в серийных КРУ такое расположение ТТНП по отношению к кабельной воронке не всегда возможно.

При ОЗЗ в сети токи повреждения могут возвращаться как через землю, так и по проводящей оболочке и броне кабелей. Для предотвращения возможности ложных срабатываний защит на неповрежденных присоединениях от блуждающих токов в земле и снижения чувствительности защиты поврежденною присоединения при внутренних ОЗЗ защитное заземление оболочки и брони кабелей выполняется проводом, пропущенным через окно ТТНП и изолированным от заземленных конструкций на участке от кабельной воронки до трансформатора тока.

Учитывая, что во многих случаях (на ВЛ и КЛ небольшой протяженности) значения тока ОЗЗ могут составлять единицы и даже доли ампера, в токовых защитах нулевой последовательности, как правило, применяются реле тока с малыми значениями Iс.р.min например, электромагнитные реле типа РТ — 40/0,2, или специальные реле для защиты от ОЗЗ типа АЛ-4 или же используются отдельные токовые входа в микропроцессорном устройстве.

Литература:

  1. В.А.Шуин, А.В.Гусенков. Защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6-10 кВ.
  2. Сирота И. М. Защита от замыканий на землю в электрических сетях. Киев: Изд-во АН УССР, 1955.
  3. Кискачи В. М. Защита от однофазных замыканий на землю ЗЗП-I (описание, наладка, эксплуатация). М.: Энерrия, 1972.

Поделиться в социальных сетях

raschet.info

Трансформатор — ток — нулевая последовательность — тип

Трансформатор — ток — нулевая последовательность — тип

Cтраница 2

Для защиты кабельной линии 6 — 10 кВ от однофазных замыканий на землю используются трансформаторы тока нулевой последовательности типов ТЗ, ТЗР, ТЗЛ, ТЗЛР, монтируемые вблизи воронки на головном участке. Принципиальное устройство трансформаторов тока нулевой последовательности этих типов одинаково. Магнитные потоки, обусловленные токами трех фаз, замыкаются по общей магнитной системе. Геометрическая сумма первичных токов в нормальном режиме и при междуфазных КЗ равна нулю, поэтому результирующий магнитный поток в таких режимах также равен нулю и тока в обмотке реле, подключенной ко вторичной обмотке трансформатора, нет — защита на данные режимы не реагирует; по обмотке реле возможно лишь прохождение незначительного тока небаланса, причиной возникновения которого является некоторая несимметрия фаз первичной цепи относительно магнитной системы. С целью уменьшения тока небаланса вторичную обмотку секционируют.
 [16]

На одном из обследованных заводов для контроля состояния пробивного предохранителя применена схема с использованием трансформатора тока нулевой последовательности типа ТЗР ( рис. VIII-12) и сигнальным реле ЭС-21. Для контроля состояния предохранителя дежурный персонал периодически включает цепь регулируемого резистора R и, выводя его, убеждается в отсутствии тока в данной цепи. Если же ток возникает, а приборы контроля изоляции не зафиксировали повреждение, то предполагается, что предохранитель пробит.
 [17]

Защита от однофазных замыканий на землю осуществляется реле косвенного действия типа ЭТ-521 / 0 2 и трансформаторами тока нулевой последовательности типа ТЗ или ТЗР.
 [18]

Токовая защита нулевой последовательности в однорелеином исполнений с применением устройств типа УСЗ 2 / 2, включенных на трансформаторы тока нулевой последовательности типа ТНПШ, предусматривается на токопроводах, отходящих, как правило, от шин генераторного напряжения ТЭЦ с развитой сетью 6 — 10 кВ и действует на сигнал.
 [19]

Для защиты от однофазных замыканий на землю обмотки статора двигателя применяется максимальная токовая защита нулевой последовательности, выполняемая с помощью одного токового реле, которое подключается к трансформатору тока нулевой последовательности типа ТНП.
 [20]

Для защиты используются трансформаторы тока нулевой последовательности типа ТЗЛ ( ТЗ, ТЗРЛ) для одиночных кабелей. При наличии на линии нескольких кабелей вторичные обмотки трансформаторов тока соединяются последовательно.
 [22]

В необходимых случаях, рассмотренных ранее, на двигателях устанавливается защита от замыканий одной фазы на землю. Она выполняется использованием трансформатора тока нулевой последовательности типа ТЗЛ или ТЗРЛ и действует на отключение без выдержки времени. Если двигатель не имеет дифференциальной защиты, то трансформатор тока нулевой последовательности устанавливается в распределительном устройстве на кабеле, идущем к электродвигателю. В этом случае питающий кабель входит в зону действия защиты от замыканий на землю.
 [24]

Страницы:  

   1

   2




www.ngpedia.ru

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о