40. Защиты от замыкания на землю, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима.

Устройство общей неселективной сигнализации от замыкания на землю. Замыкание на землю одной фазы в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью не является аварией. Потребители, включенные на междуфазные напряжения, продолжают нормально работать. Это дает возможность выполнять защиту от замыкания на землю, действующей на сигнал. В сетях простой конфигурации допускается применение только общего устройства неселективной сигнализации, контролирующего состояние изоляции в системе данного напряжения. Схема устройства состоит из трех минимальных реле напряжения, включенных на напряжения фаз относительно земли или из одного максимального реле напряжения, включенного на напряжение нулевой последовательности. Его напряжение срабатывания U_cp обычно принимается равным 6 В. Устройство сигнализации подключается к трансформаторам напряжения, установленным на шинах.

Токовая защита нулевой последовательности. допустимые токи ЗНЗ меньше рабочих токов защищаемого элемента, поэтому токовая защита от ЗНЗ выполняется с включением реле на фильтр тока нулевой последовательности. Она приходит в действие, благодаря прохождению по поврежденному участку тока нулевой последовательности , обусловленного емкостью всей электрически связанной сети С_0эк без учета емкости С₀₁ повр­жденной линии. Защита не должна срабатывать при повреждениях на других присоединениях сети, когда по защищаемой линии проходит ток (, обусловленный емкостью линии. При этом для обеспечения недействия защиты ее ток срабатывания выбирают по условию

Коэф отстройки определяется броском емкостного тока в момент замыкания. Без выдержки времени выполняются защиты, действующие на сигнал, защиты линий торфоразработок и других сетей, находящихся в подобных условиях, где при ЗНЗ линии для безопасности должны отключаться без замедления. В таких сетях токи однофазного замыкания на землю обычно не превышают < 1,0...1,5 А. При этом напряжение прикосновения ограничивается на допустимом уровне (не более 40 В) и однофазные ЗНЗ не представляют опасности для персонала.

При возникновении второго ЗНЗ на другой фазе токи значительно возрастают, а напряжения прикосновения достигают недопустимых значений. Для уменьшения вероятности возникновения опасных двойных замыканий защита от ЗНЗ выполняется с действием на отключ без выдержки времени. Чувствительность защиты характеризуется коэффициентом чувствительности

Для выполнения защиты в качестве фильтра тока нулевой последовательности обычно используется трансформатор тока нулевой последовательности (ТНП) TAZ . Для выполнения защиты широко используют электромагнитное реле РТ-40/0,2 и полупроводниковое реле РТЗ-50(51).

Направленная защита нулевой последовательности.

Из анализа векторных диаграмм напряжения и тока нулевой последовательности следует, что максимальной чувствительностью обладает реле мощности с внутренним углом . Поэтому для выполнения защиты требуется синусное реле, подключаемое к фильтрам напряжения и тока нулевой последовательности. Защита не имеет измерительного органа тока, поэтому для исключения неправильного ее срабатывания реле направления мощности отстраивается от мощности небаланса, обусловленной погрешностями фильтров. Такую защиту можно применять и в сетях с нейтралями, заземленными через дугогасящие реакторы, но реакторы надо отключать. Отключать дугогасящие реакторы не требуется, если для действия защиты используется не емкостной ток, а активная составляющая тока ЗНЗ, обусловленная потерями в реакторе и активной проводимостью фаз сети. Реле направления мощности должны обладать высокой чувствительностью по углу, а фильтры нулевой последовательности — иметь малые погрешности. Защита же в целом, как показывает опыт эксплуатации, работает ненадежно.

Промышленность выпускает более совершенную направленную защиту нулевой последовательности от замыкания на землю типа ЗЗП-1 на полупроводниковой элементной базе. Защита предназначена для селективного отключения защищаемого присоединения при однофазных замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью. Она имеет три установки первичного тока срабатывания. Первичный ток срабатывания определяют, исходя из требова­ния обеспечения необходимого коэффициента чувствительности Кч 2, . Защита срабатывает, имея максимальную чувствительность, если угол сдвига фаз между и равен нулю, и не действует при = . Таким образом, зона срабатывания определяется углом сдвига фаз .

Токовая защита, реагирующая на высшие гармонические в установившемся токе нулевой последовательности. При возникновении однофазного замыкания на землю содержание высших гармонических в сети резко увеличивается, причем содержание высших гармонических в токе нулевой последовательности поврежденной линии во много раз больше, чем в токах нулевой последовательности неповрежденных линий.

Принципиально можно выполнить устройство сигнализации, реагирующее либо на определенную гармоническую, либо на содержание всех высших гармонических в токе нулевой последовательности, что более целесообразно.