Установка трансформатора тока в нейтрали трансформатора

Обновлено: 02.07.2022

Собственно вопрос в заголовке.
В РУМе 4м эти ТТ для пеперечной дифференциальной ТЗНП использовались, а сейчас они зачем могут быть нужны?

2 Ответ от grsl 2011-06-15 10:44:43

Для резервной защиты от однофазных КЗ в системе.
Сегодня для дифзащиты нулевой последовательности трансформатора, сегодня смотрю становится очень и очень популярно.

3 Ответ от Fiksius 2011-06-15 13:37:58

Для резервной защиты от однофазных КЗ в системе.

Ни разу не заводили цепи с ТТ в нейтрали в комплект резервных защит тр-ра, 3Io можно же и с ТТ на вводе взять

Сегодня для дифзащиты нулевой последовательности трансформатора, сегодня смотрю становится очень и очень популярно.

Тоже не применяли. Их на тр-рах 110 кВ ставят? Такой функции в отечественных терминалах вроде не встречал

4 Ответ от grsl 2011-06-15 14:12:14

:D
только сказал когда используют. если не нужны, так не используйте.

5 Ответ от dominator 2011-06-15 14:13:06

Видел однажды на электростанции в нейтрали защиту от ЗЗ с выдержкой времени 8 с. :)

6 Ответ от Fiksius 2011-06-15 14:21:23

Просто в проектах тт в нейтраль ставим и ни разу не использовали, вот и стало интересно, применяют ли их другие

И с диф защитой нулевой последовательности на тр-рах (АТ) не встречался. Подскажите, когда в ней необходимость появляется? Или это модный девайс просто? :)

7 Ответ от Fiksius 2011-06-15 14:24:32

Видел однажды на электростанции в нейтрали защиту от ЗЗ с выдержкой времени 8 с.

С выдержкой 8 сек? Интересно зачем она нужна?

8 Ответ от dominator 2011-06-15 14:29:04

Из одного стандарта ФСК:
"Замыкания на землю, возникающие в обмотках или на выводах трансформатора (автотрансформатора), могут иметь ограниченную величину в зависимости от сопротивления цепи заземления и от процента обмотки трансформатора (автотрансформатора), вовлеченной в замыкание. Обычно применяют резервную защиту от замыканий на землю, питающуюся от одного ТТ, установленного в нейтрали трансформатора (автотрансформатора), что обеспечивает защиту обмоток и выводов трансформатора (автотрансформатора) с выдержкой времени. Особенно с увеличением размеров защищаемого объекта, становится недопустимо полагаться на защиту с выдержкой времени, поскольку это приводит к увеличению степени повреждения трансформатора (автотрансформатора). Обычным требованием, поэтому, является обеспечение мгновенной защиты от междуфазных КЗ и замыканий на землю. Эти требования могут быть выполнены путем использования дифференциальной защиты. Однако, ток замыкания на землю обмотки НН, особенно, если он мал, может быть не обнаружен дифференциальным реле, поскольку оно измеряет только соответствующий ток ВН. Поэтому применяется мгновенная защита, действующая только при замыканиях на землю в трансформаторе (автотрансформаторе). Она называется дифференциальной, или балансной защитой от замыканий на землю (ДЗНЗ или БЗНЗ). Термин балансная (БЗНЗ) обычно используется применительно к защите обмотки, соединенной в треугольник."

9 Ответ от grsl 2011-06-15 14:29:30

:)
На электростанциях у нас стоят всегда ТТ в нейтрали , в сетях с глухозаземлёной нейтралью.
уставка конечно не 8с, сейчас не помню, там токовременая кривая.

на всех трансах с заземлением через сопротивление или катушку, обязательно стоят.

По поводу, дифзащиты нулевой последовательности, для трасов заземлёных через сопротивление или катушку сегодня обязательно.

для трансов с глузозеземлёной нейтралью, имхо, совсем невредно, т.к. уставка намного ниже чем обычная ДЗТ. если память не изменяет то для АТ очень хорошая защита, раньше делали высокоимпедансную, сегодня есть и низкоимпадансная, токи заведены.

денег не стоит, в терминалах забугорных стандартная функция.

10 Ответ от Conspirator 2011-06-15 14:45:21

Очень полезная защита, в западной литературе называется REF - Restricted Earth Fault (ограниченная от замыканий на землю) Термин "ограниченная" означает, что ограничена расположением ТТ, т.е дифференциальная. По принципу действия отстроена от внешних КЗ на землю, поэтому очень чувствительная,но у нас ее не умеют (или не хотят. ) применять.

Всем привет!
Как выбрать коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока, устанавливаемый на нейтральном проводе силового трансформатора? (на стороне "звезда"). Допустим для ТТ для плеч трансформатора выбираются по номинальной мощности и номинальному напряжению. А как выбрать ТТ для нейтрали? ведь в симметричном режиме там вообще нет тока.

2 Ответ от scorp 2014-07-16 08:31:39

только пример
тр-р 63 МВА 220/20/20 в нейтрале 600/1,по стороне ВН тоже 600/1
ат 500 МВА 500/220/20 в нейтрале 1500/1,по ВН 1000/1

3 Ответ от Зигмунд Фрейд 2014-07-16 08:47:26

только пример
тр-р 63 МВА 220/20/20 в нейтрале 600/1,по стороне ВН тоже 600/1
ат 500 МВА 500/220/20 в нейтрале 1500/1,по ВН 1000/1

хм. может для ТР KTTN=KTT ВН?) а для Автотрансформатора 1.5 KTT ВН?)

4 Ответ от вадим 2014-07-16 09:31:12

ак выбрать коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока, устанавливаемый на нейтральном проводе силового трансформатора? (на стороне "звезда"). Допустим для ТТ для плеч трансформатора выбираются по номинальной мощности и номинальному напряжению. А как выбрать ТТ для нейтрали? ведь в симметричном режиме там вообще нет тока.

5 Ответ от retriever 2014-07-16 09:32:06

А как выбрать ТТ для нейтрали? ведь в симметричном режиме там вообще нет тока.

Значит, надо смотреть несимметричный режим.
Имхо, он должен прежде всего не насыщаться при КЗ на землю (чтобы пройти 10% погрешность). А нагрузочный режим здесь, по идее, вообще роли не играет.

6 Ответ от вадим 2014-07-16 09:32:50

Повторюсь:
Для любой дифференциальной защиты, да и вообще для любой защиты от КЗ необходимо подключать токовые цепи не к измерительному а к релейному керну ТТ, мы вообще никогда не ставим измерительный керн в нейтрали. А соответственно и выбирать его нужно по токам КЗ, чтобы при коротком между ТТ и резистором или в самом резисторе заземления нейтрали ТТ не насытился.

7 Ответ от retriever 2014-07-16 09:42:15

при коротком между ТТ и резистором или в самом резисторе заземления нейтрали ТТ не насытился.

Интересно, как может насытиться ТТ при замыкании в нейтрали, если это просто эквивалент глухого заземления?
Нужно брать протекающий в нейтрали ток при внешнем КЗ.

8 Ответ от Зигмунд Фрейд 2014-07-16 10:04:20

Из-за того, что долго не получал ответа на этот вопрос, решил вынести эту тему отдельно. Благодарю за ответ.

9 Ответ от Саня 2014-07-16 10:51:03

Нужно брать протекающий в нейтрали ток при внешнем КЗ.

добавлю, в максимальном режиме, в максимально близкой точке.

10 Ответ от вадим 2014-07-16 12:47:24

Интересно, как может насытиться ТТ при замыкании в нейтрали, если это просто эквивалент глухого заземления?Нужно брать протекающий в нейтрали ток при внешнем КЗ.

11 Ответ от fll 2014-07-16 13:00:02

это.
вроде как в госте номинальные токи встроенных ТТ в нейтрали и на ВН и СН прописаны

12 Ответ от Зигмунд Фрейд 2014-07-15 16:08:41

Спасибо! Все понятно!
Еще один вопрос. Как выбрать коэффициент трансформации измерительного ТТ устанавливаемый на нейтрали трансформатора (допустим для дифференциальной защиты нулевой последовательности от однофазного КЗ)?
как выбрать ТТ на плечах понятно (по номинальному току трансформатора). А как на счет нейтрали?

13 Ответ от SVG 2014-07-15 16:21:51

(допустим для дифференциальной защиты нулевой последовательности от однофазного КЗ)?

С этого места поподробнее пожалуйста.
Так и хочется сказать "Будьте добры, помедленнее, я записываю".

14 Ответ от Зигмунд Фрейд 2014-07-15 16:32:26

С этого места поподробнее пожалуйста.
Так и хочется сказать "Будьте добры, помедленнее, я записываю".

От однофазных КЗ на стороне "звезды" с глухозаземленной нейтралью (или эффективно) можно использовать дифференциальную защиту нулевой последовательности).
Для реализации дифф. защиты необходимо иметь ТТ на нейтрали защищаемого трансформатора. Вопрос: Как определяется коэффициент трансформации трансформатора тока, устанавливаемый на нейтрали стороны "звезды"?

15 Ответ от вадим 2014-07-16 08:26:25

Еще один вопрос. Как выбрать коэффициент трансформации измерительного ТТ устанавливаемый на нейтрали трансформатора (допустим для дифференциальной защиты нулевой последовательности от однофазного КЗ)?

Для любой дифференциальной защиты, да и вообще для любой защиты от КЗ необходимо подключать токовые цепи не к измерительному а к релейному керну ТТ, мы вообще никогда не ставим измерительный керн в нейтрали. А соответственно и выбирать его нужно по токам КЗ, чтобы при коротком между ТТ и резистором или в самом резисторе заземления нейтрали ТТ не насытился.

16 Ответ от вадим 2014-07-16 08:33:03

От однофазных КЗ на стороне "звезды" с глухозаземленной нейтралью (или эффективно) можно использовать дифференциальную защиту нулевой последовательности).

17 Ответ от Bach 2014-07-16 11:04:07

Продольная ДЗТ с начальным током срабатывания 0,3xIном вообще не реагирует на КЗ на землю вблизи нейтрали (как показано на рис выше) вне зависимости от режима нейтрали (глухо-заземлённая или эффективно-заземлённая), равно как и не чувствует витковые замыкания с током на выводах меньше тока срабатывания, в отличие от более чувствительной дифзащиты нулевой последовательности (REF) – может иметь ток срабатывания от 0,05xIном (как правило 0,15xIном).
В руководящих указаниях по РЗ №13 присутствует дифзащита НП под названием: "защита регулировочной обмотки РПН" – дополняет ГЗ РПН (реагирует также на внутренние повреждения в АТ, и в том числе витковые).
Требование наличия дифзащиты НП на АТ не является излишним, а скорее обязательным (более чувствительная защита от внутренних повреждений АТ, в том числе от витковых замыканий, относительно продольной ДЗТ). Пренебрежение данного требования может свидетельствовать о пристрастиях к производителям, не имеющих дифзащиты НП в составе терминалов РЗ АТ (в ущерб защитоспособности комплекса РЗ АТ в целом).

18 Ответ от Bach 2014-07-16 13:08:26

Еще один вопрос. Как выбрать коэффициент трансформации измерительного ТТ устанавливаемый на нейтрали трансформатора

Длительное протекание тока через заземлённую нейтраль возможно в неполнофазном режиме (максимально допустимый ток определяется характеристиками заземлителя, см. ниже из РД 153-34.3-20.670-97
"Методические указания по применению неполнофазных режимов работы основного электрооборудования электроустановок 330-1150 кВ"
4.6. Указания по обеспечению электробезопасности и термической стойкости заземляющих устройств распределительных устройств подстанций при неполнофазных режимах работы автотрансформаторов и шунтирующих реакторов
4.6.1. При неполнофазной работе AT или ШР для обеспечения термической стойкости ЗУ длительный ток при входном сопротивлении ЗУ относительно ввода тока R0 =0,25 Ом не должен превышать 650 А.
При отличии сопротивления ЗУ, равного Rn от приведенного, допустимый ток определяется как Iдоп = R0 · I0/ Rn

Подскажите, пожалуйста.
Токовую защиту нулевой последовательности стороны НН силового трансформатора 6/0,4кВ (Д/Y) подключают в нейтраль звезды (Y). Какой должен быть трансформатор тока для этой защиты? Фильтр нулевой последовательности (ТЗЛ, ТЗЛМ. ) или обычный (ТОЛ, ТЛ. )? Как выбирается номинал ТТ (если он обычный)? Где, конкретно, написано как ТТ должен быть?

2 Ответ от stoyan 2012-03-26 17:21:03 (2012-03-26 17:21:52 отредактировано stoyan)

Какой должен быть трансформатор тока для этой защиты? Фильтр нулевой последовательности (ТЗЛ, ТЗЛМ. )

Ни в коем случае. Надо пользоваться обычным ТТ - у вас сеть 0,4кВ с дир. заземленной нейтралью и за тр-ром Д/у ток однофазного к.з. равен току трехфазного к.з. Номинал - лучше по номинальному току НН (с учетом кратности тока к.з.)

3 Ответ от fll 2012-03-26 18:22:29

можно меньше)
и приблизительно равен для треугольник/звезда с нулем))

4 Ответ от fll 2012-03-26 18:23:30

да) и приблизительно равен только на шинах))

5 Ответ от stoyan 2012-03-26 18:48:17

Абсолютно правильно - потому что дальше шин уже влияют кабели, а у них Zo = (4-5)Z1. Но для выбора ТТ для ТЗНП надо учитывать ток однофазного непосредствено за тр-ром.

6 Ответ от Басык Ю.Б. 2012-03-27 09:21:04

7 Ответ от EvgenL 2012-03-30 20:46:00

Но для выбора ТТ для ТЗНП надо учитывать ток однофазного непосредствено за тр-ром

А по моему вроде токовая уставка этой защиты отстраивается от отсечек автоматов отходящих присоединений, и наверное по этому критерию следует выбирать и ТТ и пределы реле например РТ40, уставки есть как считать есть в указаниях по расчету защит СН ТЭС.

8 Ответ от stoyan 2012-03-30 21:05:33 (2012-03-30 21:18:31 отредактировано stoyan)

токовая уставка этой защиты отстраивается от отсечек автоматов

Уставка защиты да, но ТТ надо выбирать по обычным критериям - ном. ток, ток к.з и т.д., причем макс. ток к.з. (точнее проверяют по току к.з., но для дискусии не так важно). Иногда тот ТТ выбирают не по ном. току, а по току максимальной возм. несиметр. нагрузки. Но для тр-ра Д/у теоретически возможна несим. нагрузка 100%. Вообще основная фукция ТЗНП (наряду с резервированием) - отключение однф. к.з. до автоматов НН, поскольку МТЗ на ВН возможно нечувствитеьна или выдержка большая.

9 Ответ от EvgenL 2012-04-11 04:06:57

Уставка защиты да, но ТТ надо выбирать по обычным критериям - ном. ток, ток к.з и т.д., причем макс. ток к.з. (точнее проверяют по току к.з., но для дискусии не так важно).

Ну да обычно ставили по номиналу ТТ фазы и играли с диапазоном РТ40, но бывало что из-за больших ТКЗ и уставок отсечек автоматов уже в диапозон реле не попадали и обеспечить 10% погрешность не могли, тогда завышали Ктт.

10 Ответ от rocker890 2013-11-07 06:36:37

Коллеги, вопрос в тему. Нигде не нашел в нормах.

Есть транс тысячник с У/У0. Есть к нему РУ-0,4, которое меняется. В старом стоит ТТ в нейтрали ТСН. Защита действует не понятно куда - ни одной схемы нет. Но полагаю что на автомат вводной только - на ячейке со стороны ВН нет ни блинкера, ни реле что отключение от земляной защиты.

Но вопрос не в этом. РУ-0,4 кВ меняется и отодвигается. Заказывается новый шинопровод гнутой хитрой конструкции. Картинка прикладываю.

Длина по шине каждого ввода - примерно 10 метров. Заземление нейтрали трансформатора в ячейках скорее всего. Можно ли ставить ТТ в нейтраль уже в ячейке?

11 Ответ от Andrey_13 2013-11-07 06:49:53

Можно ли ставить ТТ в нейтраль уже в ячейке?

1.7.100.
.
Если в PEN-проводнике, соединяющем нейтраль трансформатора или генератора с шиной PEN распределительного устройства напряжением до 1 кВ, установлен трансформатор тока, то заземляющий проводник должен быть присоединен не к нейтрали трансформатора или генератора непосредственно, а к PEN-проводнику, по возможности сразу за трансформатором тока. В таком случае разделение PEN-проводника на РЕ- и N-проводники в системе TN-S должно быть выполнено также за трансформатором тока. Трансформатор тока следует размещать как можно ближе к выводу нейтрали генератора или трансформатора.

везде где я смотрел на главных схемах подстанций в нейтрали силовых трансформаторов стоят токовые трансформаторы меньшего класса напряжения.например транс 110 кВ а в нейтрали ТТ-35 кВ.Самостоятельно не получилось додуматься.Подскажите кто знает,почему


ВладимирР



Просмотр профиля

Не знаю насчет трансформаторов тока , а вот вентильные разрядники ставятся точно! Эффективное заземление нейтрали используется со стороны ВН при соединении обмоток в звезду. Для уменьшения токов однофазного КЗ нейтраль трансформатора может быть разземлена, но изоляция нулевого вывода не расчитана на полное напряжение (в нашем случае 110 кВ) и вследствие чего для уменьшения возможных перенапряжений заземление нейтрали производится через разрядник. А трансформатор тока по моему мнению может устанавливаться для измерения тока замыкания на землю, а к этому ТТ присоединяются цепи земляной защиты.

ну да.только разрядники по моему ставили раньше.сейчас ОПН,но это так,сути не меняет. а ТТ действительно для земляной,только вот почему.


dimbas



Просмотр профиля

ну да.только разрядники по моему ставили раньше.сейчас ОПН,но это так,сути не меняет. а ТТ действительно для земляной,только вот почему.


Что почему? почему 35кВ или почему земляной?
35кВ как сазали выше потому ка изоляция нейтрали расчитана на 35кВ и ставить ТТ на 110кВ нет смысла
А земляной потому как при замыкании на землю через нейтраль течет ток и соответственно через этот ТТ попадает в защиту.


Игоррр



Просмотр профиля

А не по нраву я кому-то - мне плевать. (С) Кипелов
Наш корабль ведут дураки на фальшивый маяк. (С) Мастер
Скупой платит дважды, тупой платит трижды. (народная мудрость)


mic61



Просмотр профиля

Это называется защитой нулевой последовательности. Для селективной работы применяют органы направления мощности (реле мощности) нулевой последовательности. Для защит трансформаторов 110 кВ не применяются.
Трансформатор тока, встроенный в нулевой вывод, использовался лет наверное 30 назад в т.н. баковой защите трансформатора. Сейчас от нее отказались. Эти трансформаторы не используются (по крайней мере трансформаторах 110 кВ - нигде), и их вторичка закорачивается и заземляется в клеммном ящике трансформатора.

.
3 Нейтраль разземлена. Тогда при замыкании на землю одной фазы и обрыве другой без замыкания на землю,напряжение будет линейное, трансформатор задымит.


Сети 110 кВ и выше работают с глухозаземленной нейтралью (трансформаторов и автотрансформаторов), но т.к. сети очень мощные и разветвленные, то возникает ситуация, когда уровни токов однофазного замыкания больше токов трехфазного замыкания. Поэтому нейтрали НЕКОТОРЫХ трансформаторов разземляют (расчет количества и местоположения этих нейтралей довольно сложный, и производится на физических и виртуальных моделях.) При возникновении длительной несимметрии (обрыв фазы) действительно появляется напряжение смещения нуля трансформатора (при разземленной нейтрали) и, если разрядники (ОПНы) не сработают, и отсутствует автоматика включения нейтрали тр-ра, то этот ТТ может выйти из строя (что не редкость при вышеуказанных условиях.)


ВладимирР



Просмотр профиля


Все верно, если вторичные цепи тр-ов тока расположенных в адаптерах вводов ВН силового тр-ра собираются в звезду либо в треугольник, то можно организовать защиты МТЗ или диф. защиту и пр. Но речь идет о ТТ, который подключен к нейтрали силового тр-ра.

Возможно, сеть 110 в данном случае работает с изолированной нейтралью, тогда ТТ в нейтрали будет для измерения тока замыкания на землю. Я таких сетей не видел. Должны быть довольно веские причины для такой сети. Потому что дорого - трансформатор с полной изоляцией нейтрали, линейная изоляция на самой ВЛ (при заземлённой нейтрали изоляция выполняется на фазное напряжение), да и токи замыкания на землю будут высокими, а про компенсацию токов замыкания на землю 110 кВ ПТЭ не говорит ничего.


"5.3.20. Нейтрали обмоток 110 кВ и выше автотрансформаторов и реакторов, а также трансформаторов 330 кВ и выше должны работать в режиме глухого заземления.
Допускается заземление нейтрали трансформаторов и автотрансформаторов через специальные реакторы.
Трансформаторы 110 и 220 кВ с испытательным напряжением нейтрали соответственно 100 и 200 кВ могут работать с разземленной нейтралью при условии ее защиты разрядником. При обосновании расчетами допускается работа с разземленной нейтралью трансформаторов 110 кВ с испытательным напряжением нейтрали 85 кВ, защищенной разрядником." - ПТЭ электрических станций и сетей.-2003г.
"В сетях 110 кВ и выше определяющим в выборе способа заземления нейтралей является фактор стоимости изоляции
Здесь применяется эффективное заземление нейтралей, при котором во время однофазных замыканий напряжение на неповрежденных фазах относительно земли равно примерно 0,8 междуфазного напряжения в нормальном режиме работы. Это основное достоинство такого способа заземления нейтрали.
Однако рассматриваемый режим нейтрали имеет и ряд недостатков. Так, при замыкании одной фазы на землю образуется короткозамкнутый контур через землю и нейтраль источника с малым сопротивлением, к которому приложена ЭДС фазы. Возникает режим КЗ, сопровождающийся протеканием больших токов. Во избежание повреждения оборудования длительное протекание больших токов недопустимо, поэтому КЗ быстро отключается релейной защитой." Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов.-Рожкова Л.Д. 1987г.

Теперь что касается почему 35кВ. Вспоминайте ТОЭ. В идеальных условиях, когда нагрузка будет равномерной, напряжение нейтрали будет ровно 0.


И еще одна выдерка из книги: "В нормальном режиме работы трансформатора со строго симметричной нагрузкой всех трех фаз и при отсутствии в сети токов высших гармоник ток в нейтрали трансформатора теоретически равен нулю. Практически ток в нейтрали, называемый током небаланса, не равен нулю и иногда может достигать больших значений, что ведет к перегреву трансформатора и уменьшает срок его службы." Книга правда о защите трансформаторов 10 кВ и в данном случае говорится о глухом заземлении нейтрали.
Так вот, в этой книге сказано о токовой защите нулевой последовательности от однофазных КЗ на землю. Эта защита устанавливается на трансформаторах с соединением обмоток в звезду с выведенной нейтралью, которая глухо заземлена. Трансформатор тока одним выводом первичной обмотки подключается к нейтрали силового тр-ра, а другой вывод ТТ соединяется с землей (требовани ПТЭ не нарушено-нейтраль заземлена через первичную обмотку ТТ). После этого ко вторичной обмотке подключается макс. токовое реле для измерения тока в нейтрали тр-ра. Даная защита может быть выполнена ступенчатой-первая ступень работает на сигнал, вторая на отключение тр-ра (количество ступеней можно и увеличить используя выдержку времени).
P.S. Ко всему хотел добавить на ПС 150 кВ, где я работаю таких ТТ тока не установлено, может на других ПС есть ! У нас нейтраль тр-ра практически всегда заземлена ЗОНом (совместно расположен разрядник) и никто его не отключает!

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.

Форма напряжения в трехфазной сети

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.

Прямая, обратная и нулевая последовательность

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

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

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

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.

Читайте также: