Nollasekvenssivirran suuntasuojauksen toimintaperiaate 110 kV sähköverkoissa
Virtasuuntaista nollasekvenssisuojausta (TNZNP) käytetään, kun on tarpeen suojata suurjännitelinjoja yksivaiheisilta oikosuluilta - maasuluilta yhdessä sähköverkon vaihejohtimista. Tätä suojausta käytetään varasuojauksena jänniteluokan 110 kV voimalinjoille. Alla annamme tämän suojan toimintaperiaatteen, pohdimme, kuinka ja minkä laitteiden avulla TNZNP:tä käytetään 110 kV sähköverkoissa.
Sähkötekniikassa on käsite symmetriset ja epäsymmetriset vaihevirtojen tai jännitteiden järjestelmät. Symmetrinen järjestelmä varmistaa vaihevirtojen (jännitteiden) tasa-arvon kolmivaiheinen verkko… Tässä tapauksessa vaihevirtojen vektorit voivat olla suhteessa toisiinsa suorassa, käänteisessä ja myös nollasekvenssissä (NP).
Positiivisessa järjestyksessä vaihevirtavektorit kulkevat järjestyksessä A, B, C, kunkin vaiheen jälkeen 120 g.Käänteinen järjestys on vaiheiden A, C, B vuorottelu, vaihesiirtokulma on sama - 120 astetta. Nollasekvenssin tapauksessa kolmen vaiheen vektorit ovat suunnassa yhtenevät. Epäsymmetrinen järjestelmä esitetään nykyisenä arvona - suoran, negatiivisen ja nollasekvenssin kaikkien komponenttien vektorien geometrisena summana.
Sähköverkon osan normaalikäytössä virtojen ja jännitteiden järjestelmä on symmetrinen, sama koskee vaihe-vaiheoikosulkuja. Tässä tapauksessa sekä NP:n jännite että virta ovat nolla. Yksivaiheisen maasulun sattuessa järjestelmä muuttuu epäsymmetriseksi - esiintyy NP-virtaa ja -jännitettä.
Tässä tapauksessa yhden nollasekvenssin vaiheen virta (jännite) on yhtä kuin kolmasosa epäsymmetrisen järjestelmän vektorien summasta, vastaavasti, epäsymmetrisen järjestelmän vektorien summa on kolme kertaa virta ( jännite) LV.
Sähköverkkojen oikosulkusaskelmien tulokset osoittavat myös, että yksivaiheisen maasulun virta sähköverkoissa on yhtä suuri kuin virran NP — 3I0 kolminkertainen arvo sekä muuntajan nollan ja oikosulkujen väliin tuleva jännite. -piiripiste — jännitteen NP kolminkertaiseen arvoon — 3U0.
Nollasekvenssin ylivirtasuojan toimintaperiaate on ohjata voimajohdon 3I0:n arvoa, ja jos se saavuttaa tietyn arvon, katkaise virtajohdon katkaisija automaattisesti tietyllä aikaviiveellä.
Käytännössä epäsymmetriavirrat 3I0 saadaan ns. nollasekvenssivirtasuodattimen lähdöstä.Tämä suodatin saadaan yhdistämällä sähköisesti linjan kunkin vaiheen virtamuuntajien käämien alku ja loppu.
Sähköverkon osan normaalissa toiminnassa NP-virtasuodattimen lähdössä ei ole virtaa. Vian sattuessa - sähkölinjan yhden vaihejohtimen putoaminen maahan, syntyy epätasapaino - ilmestyy tietty virran arvo 3I0, jonka arvo on kiinteä NP-virtojen suodattimen lähtöön.
TNZNP yleensä monitasoinen suojaus. Jokaisella suojausvaiheella on oma reaktioaikansa.Suojaustoimintojen selektiivisyyden varmistamiseksi viereisillä sähköasemilla sähköverkon osat on jaettu osiin (peittoalueisiin). Suojaus siis suojaa sen sähköaseman syöttämää voimalinjaa, johon annettu suojaussarja on asennettu, ja toimii varasuojauksena viereisille sähköasemille.
Järjestelmässä on sellainen ilmiö kuin värähtely. Jos oikosulkusuojaus linjojen välillä, esim. etäisyyssuoja, voidaan laukaista virheellisesti tämän ilmiön ilmetessä, silloin TNZNP:n väärä laukaisu suljetaan pois, koska tämä suojaus reagoi yksinomaan nollasekvenssivirtojen esiintymiseen, joiden esiintyminen ei ole ominaista sähköjärjestelmän heilahteluilmiölle .
Artikkelissa käsitelty suojaus on itse asiassa suoja maasulkua vastaan, minkä vuoksi tällä suojauksella on vaihtoehtoinen nimi - maasuoja (GRP).
Mitkä laitteet suorittavat nollasekvenssin suuntavirtasuojauksen sähköverkoissa
Sähkölinjojen suojauksen varmistamiseksi kaikenlaisilta vioilta (sekä yksivaiheisilta että vaiheittaisilta oikosuluilta) käytetään nollasekvenssivirtasuojausta ja etäisyyssuojausta. Näiden suojausten toiminnot suorittavat laitteet voidaan toteuttaa sekä releillä, joissa on sähkömekaaninen toimintaperiaate, että nykyaikaisissa laitteissa - mikroprosessoriliittimissä suojausta varten.
Sähkömekaanisista suojauksista suosituimpia ovat EPZ-1636-tyyppiset sarjat, joilla on useita erilaisia muunnelmia. Nykyaikaisissa olosuhteissa etusijalle asetetaan uusien jakeluasemien rakentaminen tai vanhojen tilojen tekninen uudelleen varustaminen mikroprosessorin suojalaitteet… Varmistussuojausten toteuttamiseen 110 kV linjoille, mukaan lukien TNZNP, käytetään usein ABB:n valmistamia mikroprosessoriliittimiä, esimerkiksi REL650-monitoimilaitetta.