Отсечки нулевой последовательности

а) Назначение, принцип действия и разновидности отсечек

Для ускорения отключения к. з. на землю всетях с глухо-заземленной нейтралью применяются отсечки, реагирующие на ток нулевой последовательности. Принцип действия их такой же, как иу отсечек, реагирующих на фазный ток (см. гл. 5). Отсечки нулевой последовательности выполняются простыми токовыми и направленными, мгновенными и с выдержкой времени.

б) Токовые ненаправленные отсечки нулевой последовательности

Токовые (ненаправленные) отсечки нулевой по­следовательности применяются на линиях с односторонним пи­танием места к. з. токами I ₀, т. е. там, где заземленные нейтрали трансформаторов расположены с одной стороны линии (рис. 8-11).

Мгновенные отсечки нулевой последовательности отстраиваются от тока 3 I _омакс при к. з. на землю на шинах про­тивоположной подстанции по выражению, аналогичному (5-2);

Ненаправленные токовые отсечки нулевой последовательности можно применять также в сети, имеющей заземленные нейтрали с обеих сторон защищаемой линии (рис. 8-12).

В этом случае I _с.з отстраивается от токов 3 I ₀, проходящих через защиту, как и при к. з. на шинах противоположной под­станции В, так и при к. з. на шинах подстанции А, где установлена отсечка (рис. 8-12, а). Однако если 3 I _0K2 > 3 I _0K1 то чувствитель­ность отсечки получается недостаточной. В этих случаях следует применять направленную отсечку нулевой последовательности.

в) Направленные отсечки нулевой последовательности

Схема направленной отсечки нулевой последовательности с вы­держкой времени аналогична показанной на рис. 8-8. Направлен­ная отсечка без выдержки времени выполняется по той же схеме, но без реле времени 3.

Орган направления мощности, имеющийся в направленной отсечке, блокирует ее при к. з. на шинах подстанции А (рис. 8-12, а), когда мощность S_0К2 направлена от шин подстанции¹, благодаря чему отпадает необходимость отстройки защиты от тока I _0K2.

Для обеспечения селективности направленную отсечку до­статочно отстроить только от тока I _0K1, проходящего по защи­щаемой линии при к. з. на подстанции В.

Ток срабатывания мгновенной направленной отсечки выби­рается так, чтобы она не действовала при к. з. за шинами про­тивоположной подстанции В (рис. 8-12, а, б). Для выполнения этого условия необходимо принять:

где k _н— коэффициент надежности, принимаемый равным для реле типа ЭТ или РТ 1,2—1,3, а для реле типа РТ-80 и РТ-90 1,4—1,5; I _0расч — наибольший ток I ₀, проходящий по защищаемой линии Л1, от которого должна быть отстроена отсечка.

Ток срабатывания мгновенных отсечек на параллельных линиях необходимо выбирать с учетом наличия значительной взаи­моиндукции от параллельной цепи, оказывающей сущест­венное влияние на сопротивление нулевой последовательности [Л. 3, 33, 32].

При одинаковом направлении токов I ₀ в обеих цепях взаимо­индукция одной линии увеличивает сопротивление второй, а при различном — уменьшает его. В результате этого в первом случае токи I ₀ в параллельных линиях уменьшаются, а во втором — уве­личиваются.

Имея это в виду, максимальное значение тока I ₀ в параллель­ных линиях при внешних к. з. определяют из рассмотрения трех расчетных схем (рис. 8-13, а, б, в).

При к. з. в точке К₁ на шинах противоположной подстанции возможны две схемы, показанные на рис. 8-13, а и б.

Максимальный ток I ₀ в линии получается в случае отключения одной из параллельных цепей и заземления ее с двух сторон (рис. 8-13, б).

В этом режиме сопротивление оставшейся в работе линии Л1 вследствие взаимоиндукции от тока I ₀₂ уменьшается, что влечет за собой увеличение расчетного тока I ₀₁.

Третья расчетная схема приведена на рис. 8-13, в.

При определенных сочетаниях сопротивлений х₀ элементов рассматриваемой сети ток I ₀ в линии Л1 может достигнуть макси­мального значения не в случае повреждения на шинах в точке К₁

а при к. з. на параллельной линии в точке К₂, в режиме одно­стороннего отключения этой линии.

¹ Как было показано выше, мощность нулевой последовательности направлена от места повреждения к заземленным нейтралям сети.

Хотя к. з. в точке К₂ является более удаленным, чем к. з. в К₁, ток I₀₁ в линии Л1 в этом случае может оказаться больше благо­даря уменьшению сопротивления линии Л1, вызванного сильной взаимоиндукцией от линии Л2, направленного противоположно току I₀₁ и I₀₂ в зависимости от местоположения точки к. з. для схемы на рис. 8-13, в.

В качестве I _0pасч берется большее из полученных значений I₀₁. Токи нулевой последовательности необходимо рассчитывать при том виде к. з. на землю, при котором их значение получается наибольшим.

Подсчитав и сопоставив х_оΣ с х_1Σ, находят расчетный вид к. з. (однофазное или двухфазное к. з. на землю).

Ток срабатывания направленной отсечки с выдержкой времени отстраивается от тока I _0pасч, появляющегося в реле при к. з. в конце зоны действия мгновенной защиты В (рис. 8-14, а), уста­новленной на следующем участке Л2. Расчет ведется по выра­жению (8-16).

На рис. 8-14 показан графический способ определения вели­чины I _0pасч для отсечки А с выдержкой времени t_а. Он сводится к следующему.

Строятся кривые I_Ра и I_рв (рис. 8-14, б) измене­ния тока 3 I ₀, проходящего в реле отсечек А и В при к. з. в разных точках линии Л2. По точке пересечения кривой 1_РВ с прямой I_cзВ находится граница (точка М) зоны действия мгновенной отсечки В, установленной на Л2.

Для найденной точки М по кривой 1_ра определяется значение тока 3 I _0М, проходящего через отсечку А при к. з. в конце зоны действия отсечки В. Полученный ток 3 I _0М является расчетным током, от которого нужно отстроить отсечку А.

Подставляя найденный ток в выражение (8-18), находим I_с.зА, при котором отсечка А не работает за пределами зоны действия отсечки В.

Ток I_с.зА, удовлетворяющий этому условию, можно найти аналитически, определив коэффициент распределения токов I ₀ в схеме нулевой последовательности рассматриваемого участка сети (рис. 8-14, а).

Из схемы замещения этого участка (рис. 8-14, в) следует, что при к. з. в любой точке линии Л2 отношение между токами I _0Л1 и I _0Л2 является постоянной величиной и равно:

Отсюда

При к. з. в конце зоны отсечки В в условиях, когда последняя находится на грани действия, ток I _0Л2⁼ I_с.зВ, подставив это в (8-16а), найдем, что в этом случае по отсечке А будет проходить ток I _Л1= k_р I_с.зВ.

Если принять I_с.зА = k_р I_с.зВ, то при токе I _0Л2< I_с.зВ ток I _0Л1, проходящий по отсечке А, также будет меньше I_с.зА и, следова­тельно, защита А не будет действовать за пределами зоны дей­ствия защиты В. С учетом этого принимается I_с.зА = к_н k_р I_с.зВ.

При выборе I_с.зА отсечки с выдержкой времени на п а р а л л е л ь н ы х линиях для определения максимального значения I _0pасч необходимо исходить из расчетных схем, приведенных на рис. 8-13. В этом случае чувствительность отсечки А согласуется с мгновенной отсечкой В и С (рис. 8-14, г).

Выдержка времени t_а отсечки А принимается на ступень Δ t больше времени действия отсечки В, а на параллель­ных линиях и отсечки С.

Дата добавления: 2014-12-23