КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью

Схема дифференциальной защиты при внешнем КЗ ЛЭП.

Схема дифференциальной защиты при КЗ на защищаемой ЛЭП.

Для отключения КЗ в пределах всей защищаемой ЛЭП без выдержки времени служат дифференциальные РЗ, которые подразделяются на продольные и поперечные.

Принцип действия продольных дифференциальных РЗ основан на сравнении значения и фазы токов в начале и конце защищаемой ЛЭП.

при КЗ на защищаемой ЛЭП (рис. 10.1,6) они направлены в разные стороны и, как правило, не равны друг другу. Следовательно, сопоставляя значение и фазу токов I1 и I2, можно определять, где возникло КЗ - на защищаемой ЛЭП или за ее пределами. Такое сравнение то­ков по значению и фазе осуществляется в реагирующем орга­не (реле тока). Для этой цели вторичные обмотки ТТ TAI и ТАЯ, установленных по концам защищаемой ЛЭП и имеющих одинаковые коэффициенты трансформации, при помощи соединительного кабеля подключаются к дифференциально­му реле КА (реагирующему органу)

В нашей стране применяется схема дифференциальной РЗ с циркулирующими токами основанная на сравнении вторичных токов (рис. 10.1). Реаги­рующий орган - токовое реле КА включается параллельно вторичным обмоткам ТТ.

При КЗ на защищаемой ЛЭП (рис. 10.1,6) первичные токи I1и I2направлены от шин подстанций в ЛЭП (к месту КЗ). При этом вторичные токиI1_B и I2в суммируются в обмотке реле:

Ip = I1B + I2в = I1/K1 + I2/K1 = I_K/K1. (10.4)

где I_к - полный ток КЗ, равный сумме токов I1 и I2, притека­ющих к месту повреждения (к точке К).

Под влиянием этого тока РЗ срабатывает. Выражение (10.4) показывает, что дифференциальная РЗ реагирует на полный ток КЗ в месте повреждения, и поэтому в сети с двусторонним питанием она обладает большей чувствительностью, чем токовыеe РЗ, реагирующие на ток, проходящий только по одному концу ЛЭП. Зона действия РЗ охватывает участок ЛЭП, рас­положенный между ТТ, к которым подключено токовое реле.

Для отключения КЗ в пределах всей защищаемой ЛЭП без выдержки времени служат дифференциальные РЗ, которые подразделяются на продольные и поперечные.

Принцип действия продольных дифференциальных РЗ основан на сравнении значения и фазы токов в начале и конце защищаемой ЛЭП.

Как видно из рис. 10.1, а, при внешнем КЗ (в точке К) токи Ii и 1ц на концах ЛЭП АВ направлены в одну сторону и равны по значению. Следовательно, сопоставляя значение и фазу токов/j и 1ц, можно определять, где возникло КЗ - на защищаемой ЛЭП или за ее пределами. Такое сравнение то­ков по значению и фазе осуществляется в реагирующем орга­не (реле тока). Для этой цели вторичные обмотки ТТ TAI и ТАЯ, установленных по концам защищаемой ЛЭП и имеющих одинаковые коэффициенты трансформации, при помощи соединительного кабеля подключаются к дифференциально­му реле КА (реагирующему органу).

В нашей стране применяется схема дифференциальной РЗ с циркулирующими токами основанная на сравнении вторичных токов (рис. 10.1). Реаги­рующий орган - токовое реле КА включается параллельно вторичным обмоткам ТТ.

При таком включении в случае внещнего КЗ токи I1_B и I2_в замыкаются через обмотку КА и прохо­дят по ней в противоположном направлении (рис. 10.1, а). Ток в реле равен разности токов:

i_P = I1в -12в = I1в/K1 - I2в/К1. (10.1)

При равенстве коэффициентов трансформации и отсутствии погрешностей в работе ТТ вторичные токи I1_B = I2в, поступа­ющие в обмотку реле, балансируются, ток I_р = 0, и реле не сра­батывает.

Таким образом, по принципу действия дифференциальная РЗ не реагирует на внешние КЗ, токи нагрузки и качания, поэтому она выполняется без выдержки времени и не должна отстраиваться от токов нагрузки и качаний. В действительно­сти же (см. §3.1 и 3.2) ТТ работают с погрешностью. Вслед­ствие этого в указанных режимах в реле появляется ток не­баланса:

Ip ⁼Iн6 =I1в - I2в. (10.2)

Для исключения неселективной работы при внешних КЗ I_с.э дифференциальной РЗ должен превышать максимальное значение тока небаланса:

Iс.э>Iнб max (10.3)

В зависимости от характера (величины) тока замыкания на землю электрические сети разделяются на сети с изолированной и сети с заземленной нейтралью (или глухозаземленной нейтралью, что одно и то же). Что это означает и в чем разница?

Под нейтралью подразумеваются нейтрали трансформаторов, входящих в электрическую сеть одного напряжения, то есть имеющих электрическую связь. Как мы помним, обмотки разных напряжений трансформатора электрической связи между собой не имеют, а имеют магнитную связь, значит и сети разных напряжений между собой электрически не связаны. Если на трансформаторах одной сети заземлить (соединить с землей) нейтрали обмоток одного напряжения (как мы помним, в нормальном режиме работы трансформатора напряжение на нейтрали равно нулю), то электрическая сеть этого напряжения и будет сетью с заземленной нейтралью. Если же все нейтрали обмоток одного напряжения трансформаторов одной сети не имеют связи с землей, то эти сети являются сетями с изолированной нейтралью.

Если на оборудовании в сети с заземленной нейтралью произойдет замыкание одной фазы (одного провода) на землю, то возникнет замкнутая электрическая цепь с малым сопротивлением или, как говорится в электротехнике, замкнутый контур тока (фаза, замкнутая на землю, нейтраль трансформатора, который имеет электрическую связь с этой фазой и снова фаза, контур замкнулся). А поскольку сопротивление данного контура маленькое, то ток возникающий в таком контуре «огромадный». Он называется током однофазного короткого замыкания (потому что проходит не через нагрузку, а не доходя ее по укороченному пути) и в считанные секунды нагревает провода до такой степени, что они расплавляются, а точнее испаряются. Поэтому сети с заземленной нейтралью еще называют сети с большим током замыкания на землю. Для исключения повреждения оборудования при возникновении однофазного короткого замыкания это оборудование необходимо сразу же отключать с помощью устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), то есть это повреждение устраняется с возможным перерывом питания потребителей (если, к примеру, это тупиковая линия).

В нашей энергетике с изолированной нейтралью работают сети напряжением 6, 10 и 35 кВ. Сети остальных напряжений работают в режиме заземленной нейтрали.

Рис. Трех фазная четерёх-проводная сеть напряжением 380-220 В, с глухо-заземленной нейтралью, при коротком замыкании одной фазы на землю.

В установках с большими токами замыкания на землю, нейтрали присоединены к заземляющим устройствам непосредственно или через малое сопротивление. Такие установки называются – установками с глухо-заземленной нейтралью. В установках с глухо-заземленной нейтралью всякое замыкание на землю, является коротким замыканием и сопровождается большим током.

Дата добавления: 2015-04-24