МАКСИМАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Защита рис.2.13 состоит из пускового токового реле 1 и реле времени 2. Токовое реле включено на фильтр тока нулевой последовательности. Реле времени создает выдержку времени, необходимую по условию селективности. Ток протекающий по реле 1 равен сумме вторичных токов 3-х фаз; т.е.

. (2.25)

При междуфазных КЗ (без земли), также при нагрузке и качаниях, защита нулевой последовательности не действует, т.к. в этих режимах .

Важным преимуществом данной защиты является то, что она не реагирует на нагрузку, потому ее не требуется отстраивать от токов нормального режима и перегрузок, что обеспечивает высокую чувствительность этой защиты, по сравнению с защитными реагирующими на фазные токи. В режиме когда имеет место баланс первичных токов , сумма вторичных токов , то есть в реле тока появляется остаточный ток - ток небаланса I_н.б., который может вызвать несвоевременное срабатывание защиты, при отсутствии тока I₀. таким образом, действительный ток реле определяется выражением:

. (2.26)

ток небаланса равен геометрической сумме намагничивающих токов трансформаторов тока. Сумма намагничивающих токов обычно не равна нулю, так как токи намагничивания имеют несинусоидальную форму и различаются по величине и фазе вследствие нелинейности и неидентичности характеристик намагничивания и неравенства в величине вторичных нагрузок трансформатора тока различных фаз. значение тока I_{н.б. мах.} максимально в нулевом проводе звезды трансформатора тока при токе 3-х фазного кз обусловленного повреждением в начале следующего участка (например для защиты 02 в точке к₂- рис. 2.14).

Время действия защиты определяется по ступенчатому принципу. в качестве примера на рис. 2.14 показана радиальная сеть, где 1Т имеет заземленную точку, при этом токи нулевой последовательности будут протекать по поврежденной линии и замыкаться через заземленную нейтраль и точку кз только при повреждении на землю на участке между обмотками трансформаторов соединенных в звезду. При кз вне этого участка (например в т. к₄) токи нулевой последовательности отсутствуют, следовательно защита нулевой последовательности 0З может выполняться без выдержки времени (т.е. t_оз≈0), а время действия защит 02 и 01 нарастает по ступенчатому принципу. Данная сеть помимо защит нулевой последовательности защищается защитами от межфазных КЗ (1,2,3,4- времена срабатывания: t₁, t₂, t₃, t₄). из анализа этих характеристик видно, что защиту нулевой последовательности можно выполнить более быстро действующей, чем защиту включенную на фазные токи, что объясняется различных характером протекания полных фазных токов и токов нулевой последовательности.

ток срабатывания реле защит нулевой последовательности I_с.р выбирается из условия отстройки от тока небаланса, в частности от максимального его значения I_н.б.мах (как было отмечено ранее отстраивать I_с.р. от токов нормального режима и перегрузок нет необходимости), то есть

, (2.27)

где К_зап.=1,25 – учитывает погрешность и необходимый запас.

Чувствительность защиты. Коэффициент чувствительности определяется выражением:

(2.28)

где I_{0 min} – минимальный ток нулевой последовательности при однофазном или 2-х фазном замыкании на землю в конце второго участка. Надежность считается достаточной если К_ч≥1,5.

Чувствительность защиты может быть повышена (то есть уменьшен I_с.р.), если например для защиты ОЗ принять, что t_оз>t₄, в итоге внешние междуфазные К.З. будут отключаться 4 защитой, таким образом, для защиты (ОЗ) ток небаланса I_{н.б.мах.}, обусловленный внешними трех фазными КЗ будет отсутствовать следовательно I_с.р. можно выбирать по току небаланса в нормальном режиме, который значительно меньше I_{н.б.мах.}. Однако при этом необходимо учитывать коэффициент возврата, для возврата реле (ОЗ) в исходное состояние после отключения внешнего К.З. защитой 4, таким образом:

(2.29)

Ток I_{н.б.норм} находят методом измерения и его величины в зависимости от класса трансформатора колеблется от 0,01 до 0,1 А.

Токовые направленные защиты нулевой последовательности, используют в сетях с заземленными нулевыми точками, расположенными с обеих сторон рассматриваемого участка, селективность их действия обеспечивается реле направления мощности. Выдержки времени на защитах действующих при одном направлении мощности, подбираются согласно известного ступенчатого принципа.

Отсечки нулевой последовательности, применяются в сетях с глухозаземленной нейтралью для ускорения отключения КЗ на землю, реагирующие на ток нулевой последовательности. Принцип действия их такой же как у отсечек реагирующих на фазный ток. Отсечки нулевой последовательности выполняются простыми токовыми и направленными, мгновенными и с выдержкой времени.