Nulljärjestusvoolu suunakaitse tööpõhimõte 110 kV elektrivõrkudes
Voolusuunalist nulljärjestuse kaitset (TNZNP) kasutatakse siis, kui on vaja kaitsta kõrgepingeliine elektrivõrgu ühe faasijuhtme ühefaasiliste lühiste-maandusrikete eest. Seda kaitset kasutatakse pingeklassi 110 kV elektriliinide varukaitsena. Allpool anname selle kaitse tööpõhimõtte, mõelge, kuidas ja milliste seadmete abil TNZNP-d rakendatakse 110 kV elektrivõrkudes.
Elektrotehnikas on faasivoolude või pingete sümmeetriliste ja tasakaalustamata süsteemide mõiste. Sümmeetriline süsteem tagab faasivoolude (pingete) võrdsuse kolmefaasiline võrk… Sel juhul võivad faasivoolude vektorid olla üksteise suhtes otse-, vastupidises ja ka nulljärjestuses (NP).
Positiivses järjestuses liiguvad faasivooluvektorid järjestuses A, B, C, kusjuures kumbki faas jääb üksteisest maha 120 g võrra.Vastupidine järjestus on faaside A, C, B vaheldumine, faasinihke nurk on sama - 120 kraadi. Nulljärjestuse korral langevad kolme faasi vektorid suunalt kokku. Asümmeetrilist süsteemi esitatakse vooluväärtusena — otse-, negatiivse- ja nulljada kõigi komponentide vektorite geomeetrilise summana.
Elektrivõrgu osa normaalsel tööl on voolude ja pingete süsteem sümmeetriline, sama kehtib ka faasifaasi lühiste kohta. Sel juhul on NP pinge ja vool võrdsed nulliga. Ühefaasilise maandusrike korral muutub süsteem asümmeetriliseks — tekib NP vool ja pinge.
Sel juhul on ühe nulljärjestuse faasi vool (pinge) võrdne ühe kolmandikuga asümmeetrilise süsteemi vektorite summast, asümmeetrilise süsteemi vektorite summa on kolm korda suurem voolust ( pinge) LV.
Samuti näitavad elektrivõrkude lühisearvutuste tulemused, et ühefaasilise maandusrike vool elektrivõrkudes on võrdne voolu NP — 3I0 kolmekordse väärtusega ning trafo nulli ja lühise vahel tekkiva pingega. -ahela punkt — pinge NP kolmikväärtuseni — 3U0.
Nulljärjestuse liigvoolukaitse tööpõhimõte on juhtida elektriliini 3I0 väärtust ja kui see jõuab teatud väärtuseni, lülitada elektriliini kaitselüliti automaatselt välja teatud viivitusega.
Praktikas saadakse tasakaalustamatuse voolud 3I0 nn nulljärjestuse voolufiltri väljundis.See filter saadakse liini iga faasi voolutrafode mähiste alguse ja lõpu elektrilisel ühendamisel.
Elektrivõrgu osa tavatöös ei ole NP voolufiltri väljundis voolu. Rikke korral - elektriliini ühe faasijuhtme kukkumine maapinnale, tekib tasakaalustamatus - ilmub teatud voolu väärtus 3I0, mille väärtus fikseeritakse NP-voolude filtri väljundis.
TNZNP reeglina mitmetasandiline kaitse. Igal kaitseastmel on oma reaktsiooniaeg Tagamaks kaitsetoimingute selektiivsust naaberalajaamades, jagatakse elektrivõrgu lõigud sektsioonideks (katvusaladeks). Seega kaitseb kaitse elektriliini, mida toidab alajaam, kuhu antud kaitsekomplekt on paigaldatud ja toimib naaberalajaamade varukaitsena.
Süsteemis on selline nähtus nagu võnkumine. Kui näiteks liinidevaheline lühisekaitse, kauguskaitse, võib selle nähtuse ilmnemisel ekslikult vallandada, siis on TNZNP valekäivitamine välistatud, kuna see kaitse reageerib eranditult nulljärjestusega voolude ilmnemisele, mille esinemine ei ole iseloomulik elektrisüsteemi kõikumise nähtusele. .
Artiklis käsitletav kaitse on tegelikult kaitse maandusrikete eest, mistõttu on sellel kaitsel alternatiivne nimetus – maakaitse (GRP).
Millised seadmed täidavad elektrivõrkudes nulljärjestuse suundvoolukaitse funktsiooni
Elektriliinide kaitse tagamiseks igat tüüpi rikete eest (nii ühefaasilised kui ka faasidevahelised lühised) rakendatakse nulljärjestuse voolukaitset koos kauguskaitsega. Nende kaitsefunktsioone täitvaid seadmeid saab rakendada nii elektromehaanilise tööpõhimõttega releedel kui ka kaasaegsetel seadmetel - kaitseks mõeldud mikroprotsessori klemmidel.
Elektromehaaniliste kaitsete hulgas on populaarseimad EPZ-1636 tüüpi komplektid, millel on mitu erinevat modifikatsiooni. Kaasaegsetes tingimustes on eelisjärjekorras uute jaotusalajaamade ehitamine või vanade rajatiste tehniline ümberseade mikroprotsessori kaitseseadmed… 110 kV liinide, sealhulgas TNZNP tagavarakaitse rakendamiseks kasutatakse sageli ABB toodetud mikroprotsessorterminale, näiteks multifunktsionaalset seadet REL650.