7.5.Защита от замыканий на землю в сетях

с заземленной нейтралью трансформаторов.

В сети с заземленными нулевыми точками трансформаторов составляющие нулевой последовательности тока однофазного к.з. на землю замыкаются через заземленные нулевые точки всех этих трансформаторов. Поэтому в ряде случаев даже в разделительной сети с односторонним питанием МТЗ от однофазных к.з. не обеспечивают селективности.

При к.з. на линии Л2 в точке К ток нулевой последовательности проходит не только по поврежденной линии, но и по неповрежденной линии Л1, т.к. ток нулевой последовательности замыкается через все заземленные точки, в том числе и заземленные нейтрали трансформатора подстанции II. Эта особенность требует обеспечить селективность между МТЗ 1 и 2 от однофазных к.з. Достигнуть селективности выбором выдержек времени невозможно. Так при к.з. на линии Л2 защита 1 должна иметь выдержку на ступень селективности выше, чем защита 2, а при к.з. на линии Л1 наоборот защита Л2 должна иметь большую выдержку. В отдельных случаях селективность между защитами 1 и 2 может быть достигнута выбором тока срабатывания защит так, чтобы они не работали от тока нулевой последовательности, идущего к шинам, но обеспечивали необходимую чувствительность при к.з. на всей линии от тока, идущего от шин.

МТЗ от однофазных к.з. в большинстве случаев состоит из двух или трех ступеней. Первой ступенью является обычно мгновенная отсечка, защищающая часть линии. Ток срабатывания отсечки с учетом особенностей прохождения токов однофазных к.з. определяется по формулам:

где I_кз.max – максимальный ток к.з. при к.з. на шинах противоположной подстанции;

к_н – коэффициент надежности равный (1,2-1,3) при выполнении отсечки токовыми реле типа ЭТ-521 или РТ-40, действующего через промежуточные реле; (1,1-1,2) при выполнении отсечки токовыми реле типа ЭТ-521 или РТ-40, действующего через реле времени; (1,4-1,5) – при выполнении отсечки токовыми реле типа РТ-80, РТ-90.

Зона действия токовой отсечки:

Второй ступенью является МТЗ с ограниченной зоной действия, ток срабатывания которой должен согласовываться по чувствительности с током срабатывания первой ступени защиты второго участка по формуле:

I''_IIс.з.=к_нк_р I''_Iс.з

где I''_Iс.з – ток срабатывания защиты первой ступени защиты второго участка;

к_н – коэффициент надежности равный (1,1-1,2);

к_р – коэффициент распределения, представляющий собой отношение тока, проходящего в защите первого участка, к току, проходящему в защите второго участка при к.з. на втором участке.

Третью ступенью является МТЗ с током срабатывания, отстроенным от тока небаланса:

I_с.з.=к_н I_нб.maxn_т

где к_н - коэффициент надежности равный 1,25.

I_нб.max – максимальный ток небаланса, который определяется следующим образом: строится действительная характеристика намагничивания ТТ двух фаз, I_нб.max=I_.нам.max-I_нам.min (самая высокая и самая низкая точки характеристики).

ЭДС от протекании Iк.з. определяется по формуле:

Е₂=I_к.з.(Z_л+Z₁)

Выдержка времени выбирается по условию селективности с третьей или втрой ступенью защиты второго участка.

В большинстве случаев селективность обеспечивается применением направленной защиты нулевой последовательности, действующей только при к.з. на защищаемой линии и на линиях отходящих от шин противоположной подстанции.

В большинстве случаев направленная защита нулевой последовательности выполняется с несколькими ступенями срабатывания, имеющими разные токи срабатывания и выдержки времени, но один орган направления мощности.

1. Отсечка. Ток направленной отсечки определяется также как у ненаправленной, но отстройка производится только от тока нулевой последовательности, направленного от шин подстанции.

2. Направленная защита ограниченной чувствительности с выдержкой времени.

3. Чувствительная направленная защита отстраивается от тока небаланса ТТ. Выдержка времени определяется по условию селективности.