5.3.2. Фильтры нулевой последовательности

Фильтры нулевой последовательности нужны для получения токов и напряжений нулевой последовательности.

А). Фильтры токов нулевой последовательности

Для сетей с изолированной нейтралью получили распространение схемы с трансформатором тока нулевой последовательности (ТТНП), представляющие собой магнитный сердечник, охватывающий кабельную воронку в ячейке присоединения (рис. 6.11). В такой конструкции фильтра уменьшается ток, возникающий из-за неодинаковой взаимоиндуктивности отдельных первичных проводников с вторичной обмоткой.

Фильтр получается высокочувствительным:

(по условиям изоляции только для U  10кВ).

Б). Фильтры напряжений нулевой последовательности

• первичные фильтры выполняются путем использования дополнительных обмоток трансформатора напряжения. Схема на рис. 6.12 применяется для изолированной нейтрали и для эффективно заземленной нейтрали;

• вторичный фильтр строится при отсутствии дополнительной обмотки TV и в некоторых других случаях, строится искусственная точка нейтрали за счет подключения звезды нагрузок, обычно , между точкой и N включают реле KU0.

5.3.3. Фильтры обратной последовательности

Задача построения фильтров обратной последовательности сводится к получению на их вторичных зажимах величины, пропорциональной составляющей обратной последовательности тока или напряжения. Эти фильтры хорошо определяют несимметричные КЗ и используются в ряде защит. Разработка фильтров обратной последовательности начата в 30-х годах.

А). Фильтр тока обратной последовательности

Примером такого фильтра является фильтр-реле РТФ-7/2 (применяется в защитах полупроводниковых агрегатов), в котором обеспечивается взаимный сдвиг векторов, соответствующих линейным токам на 60, что позволяет всегда иметь ток , для прямой последовательности ток фильтра равен нулю. Обратную последовательность исключают за счет того, что в фильтре используются линейные токи (разность фазных токов). Схема фильтров тока обратной последовательности показана на рис.6.13 и 6.14.

Топографическая диаграмма – совокупность точек комплексной плоскости, изображающих комплексные потенциалы одноименных точек электрической схемы. Схема, векторная и топографическая диаграммы приведены на рис.6.15.

Напряжение U_AB определится по величине и направлению вектором, проведенным на топографической диаграмме из точки «B» в «A».

Потенциал одной из точек условно принимают за ноль, обычно в качестве такой точки выбирается начало координат.

Б). Фильтр напряжения обратной последовательности

Схема РНФ-1М приведена на рис. 6.16. Топографические диаграммы фильтра для прямой и обратной последовательностей приведены на рис. 6.17. Работа фильтра также основана на взаимном сдвиге на 60 эл.град двух линейных векторов напряжений.

Покажем, что сдвиг линейных напряжений U_AB и U_BC на 60 эл.град дает напряжение, пропорциональное обратной последовательности. В комплексной форме можно записать:

;

Учтем, что

;

тогда

;

и с использованием оператора поворота можно записать:

.

• прямая последовательность не дает составляющей U_F;

• обратная последовательность дает U_F  0;

• нулевая составляющая отсутствует, так как используется разность фазных напряжений (U_AB и U_BC).