Защита от замыканий на землю (ЗЗ)
Как правило, такие защиты на линиях действуют на сигнал, тем не менее, применение этих защит целесообразно, так как место замыкания на землю нужно отыскать и устранить по возможности быстро, потому что упавший провод опасен для окружающих. Кроме того, повреждение в месте замыкания на землю развивается, и со временем может привести к второму короткому замыканию. В ряде случаев защита должна обязательно действовать на отключение (двигатели и генераторы при токе замыкания на землю более 5 А).
Существенным осложнением является то, что ток замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью имеет очень малую величину. Эта величина соизмерима с небалансом в нулевом проводе трансформаторов тока, поэтому в нулевой провод ТТ защиту от замыканий на землю не включают. Для защиты от замыканий на землю используют специальные трансформаторы тока нулевой последовательности (ТНП), которые можно применить только при наличии кабельного вывода из ячейки (см. рис. 3.3). Для ячеек КРУ с воздушным выводом, и линий напряжение 35 кВ, для которых отсутствуют специальные трансформаторы тока нулевой последовательности, защиту подключить нельзя.
Рис. 3.3. Пояснение принципов работы (а),
схема замещения (б) и устройство ТНП.
Магнитопровод 1 (рис. 3.3.а), собранный из листов трансформаторной стали, имеет обычно форму кольца или прямоугольника, охватывающего все три фазы защищаемой кабельной ЛЭП. Провода 3 фаз А, В, С, проходящие через отверстие ТНП, являются первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка 2 располагается на магнитопроводе с числом витков w = 20–30. Токи фаз IA, IB и IC создают в магнитопроводе соответствующие магнитные потоки ФА, ФВ, ФС, которые, складываясь, образуют результирующий поток.
|
|
|
Поток Фрез, а следовательно, вторичная ЭДС Е2 и вторичный ток I2 могут возникнуть только при условии, что сумма токов фаз не равна нулю, или, иначе говоря, когда фазные токи, проходящие через ТНП, содержат составляющую I0. Поэтому ток во вторичной цепи ТНП будет появляться только при замыкании на землю. В режиме нагрузки, трехфазного и двух фазного КЗ (без замыкания на землю) сумма токов фаз равна нулю, и поэтому ток в реле отсутствует (Фрез = 0). Однако, поскольку из-за неодинакового расположения фаз А, В и С относительно вторичной обмотки ТНП коэффициенты взаимоиндукции этих фаз со вторичной обмоткой различны, несмотря на полную симметрию первичных токов, сумма их магнитных потоков в нормальном режиме не равна нулю. Появляется магнитный поток небаланса (Фнб), вызывающий во вторичной обмотке ЭДС и ток небаланса (Iнб).
ТНП имеют малую мощность, поэтому, как правило, значительная часть тока уходит на ток намагничивания. Это приводит к необходимости применять реле с очень малым потреблением или подбирать условия, при которых отдача мощности от ТТ будет максимальной.
|
|
|
Для получения наибольшей мощности от ТНП, а следовательно, и максимальной чувствительности реле, питающихся от ТНП, сопротивление обмотки реле Zp должно равняться сопротивлению ТНП. Пренебрегая сопротивлением вторичной обмотки Z2, получаем ZТНП = Zнам, и тогда условие отдачи максимальной мощности можно выразить равенством ZP = Zнам. Из эквивалентной схемы ТНП (рис. 3.3.б) видно, что при выполнении этого условия вторичный ток, поступающий и реле, и ток намагничивания оказываются одинаковыми (Iнам = Iр). Отсюда следует, что погрешность ТНП достигает примерно 50%. При такой большой погрешности нельзя вычислять вторичный ток по первичному, пользуясь коэффициентом трансформации 
. Поэтому чувствительность защиты, включенной на ТНП, оценивается по значению первичного тока, при котором обеспечивается действие защиты, в ряде случаев она должна быть на уровне долей ампера. Таким образом, для обеспечения необходимой чувствительности кроме конструктивных улучшений ТНП требуется применение высокочувствительных измерительных органов (ИО).
|
|
|
Для защиты линий ТНП обычно выполняются кабельного типа. При необходимости осуществления ЗЗ воздушных ЛЭП делается кабельная вставка, на которой устанавливается ТНП.
При прохождении токов Iбр по оболочке неповрежденного кабеля, охваченного ТНП, в реле РЗ появляется ток, от которого РЗ может подействовать неправильно (рис. 3.3.в). Эти токи появляются при замыканиях на землю вблизи кабеля или при работе сварочных аппаратов.
Для исключения ложной работы РЗ необходимо компенсировать влияние блуждающих токов, замыкающихся по свинцовой оболочке и броне кабеля. С этой целью воронка и оболочка кабеля на участке от воронки до ТНП изолируются от земли, а заземляющий провод присоединяется к воронке кабеля и пропускается через окно ТНП. При таком исполнении ток, проходящий по броне кабеля, возвращается по заземляющему проводу, поэтому магнитные потоки в магнитопроводе ТНП от токов в броне и проводе взаимно уничтожаются. Магнитопровод ТНП должен быть надежно изолирован от брони кабеля.
Для разветвленных сетей с изолированной нейтралью, где емкостной ток одного фидера значительно меньше общего емкостного тока, в качестве ЗЗ можно применить простую токовую защиту высокой чувствительности.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 311; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!