Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

W sieciach wysokiego napięcia, z powodu jakichkolwiek uszkodzeń, normalne działanie instalacji elektrycznych może zostać zakłócone. Często wystarczające uszkodzenia to zwarcie do ziemi, w którym istnieje zagrożenie zarówno życia ludzkiego ze względu na potencjał rozprzestrzeniania się, jak i sprzętu z powodu łamania symetrii w sieci. Aby zapobiec możliwym konsekwencjom takiego uszkodzenia w podstacjach i innych urządzeniach, stosuje się zabezpieczenie prądowe sekwencji zerowej.

Co to jest sekwencja zerowa?

Przeważająca większość sieci jest zasilana przez system trójfazowy. Co charakteryzuje się tym, że napięcie każdej fazy jest przesunięte o 120º.

Rys. 1. Forma napięcia w sieci trójfazowej

Jak widać na rysunku 1, diagram b) pokazuje działanie zrównoważonego systemu symetrycznego. Ponadto, jeśli wykonamy geometryczne dodanie reprezentowanych wektorów, wówczas w punkcie zerowym wynik dodawania będzie równy zero. Oznacza to, że w systemach 110, 10 i 6 kV, które charakteryzują się uziemieniem neutralnych transformatorów, w normalnych warunkach pracy nie będzie prądu w przewodzie neutralnym. Należy również zauważyć, że geometrycznie zmiana fazy może być podzielona na następujące typy:

  • bezpośrednia sekwencja, przy której ich przemiana wygląda jak A - B - C;
  • odwrotna sekwencja, w której zmiana będzie C - B - A;
  • i wariant sekwencji zerowej odpowiadający nieobecności kąta ścinania.

Dla dwóch pierwszych opcji kąt ścinania będzie wynosił 120º.

Rys. 2. Sekwencja bezpośrednia, odwrotna i zerowa

Spójrz na rysunek 2, tutaj sekwencja zerowa, w przeciwieństwie do dwóch pozostałych, pokazuje, że wektory mają ten sam kierunek, ale ich przemieszczenie w przestrzeni między nimi wynosi 0º. Podobna sytuacja ma miejsce, gdy zwarcie jednofazowe z prądami dwóch pozostałych faz przyspiesza do punktu zerowego. Sytuację tę można również zaobserwować w zwarciach międzyfazowych, kiedy dwa z nich, oprócz nakładania się, również spadają na ziemię, a tylko jedna faza prądu płynie na zero.

W przypadku zwarcia trójfazowego w uzwojeniach neutralnych, prąd nie przepłynie pomimo wypadku. Ponieważ prądy i napięcia sekwencji zerowej nadal będą nieobecne. Pomimo faktu, że napięcia fazowe i prądy w tej sytuacji mogą wzrosnąć kilkakrotnie w porównaniu z napięciami nominalnymi.

Zasada działania HRP

Praktycznie wszystkie zabezpieczenia przekaźnikowe, które są odbudowywane od pojawienia się prądów zerowej sekwencji, mają podobną zasadę. Rozważmy wariant takiego schematu demonstrujący efekt ochrony.

Schematyczny schemat najprostszego hpnp

Oto opcja włączenia przekaźnika prądowego T, który jest podłączony do uzwojeń wtórnych przekładników prądowych (CT) zmontowanych w gwiazdę. W tej sytuacji przewód neutralny z uzwojenia gwiazdy transformatorów filtruje składowe o zerowej sekwencji, jeśli występują. Pod warunkiem, że system działa symetrycznie, uzwojenia przekaźnika T zostaną odłączone od zasilania. I pod warunkiem, że w jednej z faz występuje zwarcie do ziemi, CT zareaguje na to, co spowoduje przepływ prądu przez przewód neutralny. Będzie to właśnie składowa sekwencji zerowej, dzięki której uzwojenie przekaźnika T będzie wzbudzone.

Po tym następuje opóźnienie czasowe określone przez parametry przekaźnika B. Gdy upłynie ustawiony przedział czasu, zabezpieczenie nadprądowe wysyła sygnał do odpowiedniej jednostki przełączającej U., która również wyzwala sieć trójfazową. Bardziej złożone opcje obwodów mogą obejmować przekaźnik mocy, który umożliwia debugowanie pracy ochrony w kierunku.

W przypadku uszkodzenia międzyfazowego symetria nie jest zerwana, ale zmienia się tylko wielkość prądów. A TT będą nadal kompensować prądy płynące do przewodu neutralnego. Zaletą tego schematu jest to, że przy maksymalnych prądach roboczych ochrona i tak nie będzie działać, ponieważ symetria zostanie zachowana.

Jednak ze znaczną różnicą w parametrach magnetycznych transformatorów pomiarowych wystąpi nierównowaga w systemie, a przez przewód neutralny przepłynie prąd niewyważenia. Co może powodować fałszywe alarmy ochrony prądu nawet w tych sieciach, w których obserwuje się tryb mocy nominalnej.

Zasady wyboru przekładników prądowych.

W celu zmniejszenia niewyważenia, które wpływa na prawidłowe działanie zabezpieczenia prądowego, należy wybrać takie TT, w których prądy wtórne nie powodują przepełnienia. Dlaczego powinny spełniać następujące wymagania:

  • Mają identyczne krzywe histerezy;
  • Równe obciążenie obwodu wtórnego;
  • Błąd na granicy sieci nie powinien przekraczać 10%.

Zabrania się podłączania jakichkolwiek innych obciążeń do ich obwodów wtórnych, co prowadzi do zniekształcenia krzywej magnetyzacji w co najmniej jednym TT. Dlatego w praktyce, w przypadku prądu wyzwalającego z systemu symetrycznego, zaleca się zastąpienie nie jednego, a nie dwóch, ale wszystkich trzech transformatorów w tym samym czasie.

Zakres

Obecna ochrona, zdolna do reagowania na pojawienie się sekwencji zerowej, znalazła dość szerokie zastosowanie w liniach z uziemionym punktem neutralnym. Ponieważ w nich prądy zwarciowe osiągają najwyższe wartości. Ale w przypadku izolowanego neutralnego, jego instalacja jest niewskazana, dlatego nie używają w nich TNNP. Dzisiaj instalacje TZNP znajdują szerokie zastosowanie:

  • w sprawie opon regionalnych podstacji w celu ochrony urządzeń energetycznych;
  • w transformatorze rozdzielni, stacjach przełączających i kompletnych;
  • w obwodach prądowych dużych obiektów przemysłowych z trójfazowym sprzętem energetycznym.

Wybór ustawień głównego produktu

Aby zapewnić stopniową zasadę wyjścia liniowego, zabezpieczenie prądowe kontrolujące wygląd sekwencji zerowej w obwodach musi być zgodne z selektywnością działania. W tym przypadku selektywność jest rozumiana jako sekwencyjne wyłączanie pewnych odcinków obwodu, w zależności od ich znaczenia, w celu określenia lokalizacji uszkodzenia lub uwolnienia uszkodzonej szczeliny. Aby to zrobić, wybierz odpowiednie ustawienia limitu czasu dla ochrony. Rozważmy przykład wyboru ustawień takiego schematu.

Przykład wyboru ustawień

Jak widać, w tym przypadku hartowanie metali nieżelaznych jest przebudowywane zgodnie z tą samą zasadą, co zabezpieczenie nadprądowe, ale z mniejszym opóźnieniem czasowym. W tym przykładzie każdy kolejny stopień ochrony wytrzymuje opóźnienie czasowe At więcej niż poprzednie. Oznacza to, że czas odpowiedzi pierwszego odcięcia prądu, w porównaniu z drugim, zostanie obliczony przy użyciu wzoru: t1 = t2 + Δt. Drugi czas odpowiedzi w odniesieniu do trzecich będzie wynosił t2 = t3 + Δt. W ten sposób każdy kolejny przekaźnik pełni funkcję ochrony kopii zapasowej.

Jeśli uzwojenia urządzeń przekształtnikowych są włączane przez układ gwiazda-trójkąt, a także przez gwiazdę gwiazdową, hfdp obwodu pierwotnego i wtórnego nie pokrywają się. Ze względu na fakt, że zamknięcie w liniach wysokiego napięcia niekoniecznie powoduje pojawienie się składowych o zerowej sekwencji w niskich uzwojeniach i zasilanego przez nie obwodu. Ponieważ selektywność hpnp dla każdego z nich powinna być budowana niezależnie, w praktyce należy zapewnić ich niezależną pracę.

Taki system stopniowej ochrony pozwala zminimalizować dalsze przenoszenie uszkodzeń na inne części sieci i urządzenia energetyczne. Pomaga także usunąć zagrożenie ze strony personelu obsługującego te urządzenia. Głównym wymaganiem dla zabezpieczenia nadprądowego jest zapobieganie fałszywej komutacji w odniesieniu do odpowiedniej strefy wyzwalania.

Praktyczne wdrożenie hfd

Obecnie zabezpieczenie nadprądowe reagujące na wystąpienie sekwencji zerowej może być realizowane przez instalacje mikroprocesorowe i za pomocą przekaźnika. W większości przypadków przestarzałe przekaźniki są zastępowane wszędzie nowszymi wersjami zabezpieczenia prądowego. Ale oprócz TNNP konfigurowane są zdalne, różnicowe zabezpieczenia i inne urządzenia. Którego praca opiera się zarówno na komponentach symetrycznych, jak i innych parametrach sieci.

Ponadto w swojej klasycznej wersji NTD nie ma możliwości określenia lokalizacji obrażeń. Oznacza to, że nie ma znaczenia, gdzie nastąpiła przerwa. Dlatego ochrona kierunkowa jest używana do określenia kierunku, w którym prąd płynie w kierunku ziemi. Taki system jest zbudowany nie tylko na prądach, ale także na napięciu wynikającym z sekwencji zerowej. Wartości te są dostarczane z przekładników napięciowych połączonych w układzie otwartego trójkąta.

Schemat ochrony kierunkowej pracy

Przy zwarciu w strefie redundancji zabezpieczenia prądowego jedno z uzwojeń przekaźnika mocy odbiera napięcie, a drugie uzwojenie odbiera prąd zerowy wykorzystywany do ochrony prądowej. Pod warunkiem, że wektor mocy jest skierowany do linii, przekaźnik mocy odblokowuje zabezpieczenie nadprądowe. W przeciwnym razie, gdy kierunek zasilania wskazuje, że błąd wystąpił w innym obszarze, przekaźnik mocy będzie nadal blokował zabezpieczenie nadprądowe.

Obecnie praktyczna realizacja takiej ochrony odbywa się za pomocą mikroprocesorowych jednostek REL650 lub przekaźnika EPZ-1636. Każdy z nich zawiera już odcięcie prądu i ochronę odległości oraz przekaźnik rozruchowy w celu przywrócenia zasilania.

Wideo oprócz napisanego

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria: