Het werkingsprincipe van nul-volgorde stroomrichtingsbeveiliging in 110 kV elektrische netwerken

Huidige directionele zero-sequence-beveiliging (TNZNP) wordt gebruikt wanneer het nodig is om hoogspanningslijnen te beschermen tegen enkelfasige kortsluitingen - aardfouten op een van de fasegeleiders in het elektriciteitsnet. Deze beveiliging wordt gebruikt als back-upbeveiliging voor hoogspanningslijnen van spanningsklasse 110 kV. Hieronder geven we het werkingsprincipe van deze beveiliging, bekijken hoe en met behulp van welke apparaten TNZNP wordt toegepast in 110 kV elektrische netwerken.

In de elektrotechniek is er een concept van symmetrische en ongebalanceerde systemen van fasestromen of spanningen. Het symmetrische systeem zorgt voor gelijkheid van fasestromen (spanningen) driefasig netwerk… In dit geval kunnen de vectoren van de fasestromen ten opzichte van elkaar in directe, omgekeerde en ook nulsequentie (NP) staan.

In positieve volgorde gaan de fasestroomvectoren in de volgorde A, B, C, waarbij elke fase 120 g achterloopt op de andere.De omgekeerde volgorde is de afwisseling van fasen A, C, B, de faseverschuivingshoek is hetzelfde - 120 graden. In het geval van een nulreeks vallen de vectoren van de drie fasen in richting samen. Een asymmetrisch systeem wordt weergegeven als een huidige waarde - de geometrische som van de vectoren van alle componenten van de directe, negatieve en nulreeks.

Tijdens de normale werking van een deel van het elektriciteitsnet is het systeem van stromen en spanningen symmetrisch, hetzelfde geldt voor fase-fase kortsluitingen. In dit geval zijn zowel de spanning als de stroom van de NP gelijk aan nul. In het geval van een enkelfasige aardlek wordt het systeem asymmetrisch - er treden NP-stroom en -spanning op.

In dit geval is de stroom (spanning) van een van de nulsequentiefasen gelijk aan een derde van de som van de vectoren van het asymmetrische systeem, respectievelijk is de som van de vectoren van het asymmetrische systeem driemaal de stroom ( spanning) van de LV.

De resultaten van kortsluitberekeningen in elektrische netwerken laten ook zien dat de stroom van een enkelfasige aardfout in elektrische netwerken gelijk is aan de drievoudige waarde van de stroom NP — 3I0 en de spanning die ontstaat tussen de nulleider van de transformator en de kortsluiting -circuitpunt - naar de drievoudige waarde van de spanning NP - 3U0.

Het werkingsprincipe van de overstroombeveiliging met nulsequentie is om de waarde van 3I0 van de stroomlijn te regelen en als deze een bepaalde waarde bereikt, de stroomonderbreker automatisch uit te schakelen met een bepaalde tijdvertraging.

In de praktijk worden de onbalansstromen 3I0 verkregen aan de uitgang van het zogenaamde nulvolgstroomfilter.Dit filter wordt verkregen door het begin en het einde van de wikkelingen van de stroomtransformatoren van elke fase van de lijn elektrisch te verbinden.

Bij normaal bedrijf van een deel van het elektriciteitsnet staat er geen stroom aan de uitgang van het NP-stroomfilter. In geval van storing - de val van een van de fasegeleiders van de hoogspanningslijn naar de grond, treedt een onbalans op - verschijnt een bepaalde waarde van de stroom 3I0, waarvan de waarde is vastgesteld aan de uitgang van het filter van NP-stromen.

TNZNP, in de regel bescherming op meerdere niveaus. Elk van de beveiligingsfasen heeft zijn eigen reactietijd.Om selectiviteit van beveiligingsoperaties in naburige onderstations te garanderen, zijn secties van het elektrische netwerk verdeeld in secties (dekkingsgebieden). De beveiliging biedt dus bescherming aan de stroomlijn die wordt gevoed door het onderstation waar de gegeven set beveiligingen is geïnstalleerd en fungeert als back-upbeveiliging voor naburige onderstations.

Er is een fenomeen als oscillatie in het systeem. Als kortsluitbeveiliging tussen lijnen, bijv. bescherming op afstand, kan ten onrechte worden geactiveerd wanneer dit fenomeen zich voordoet, dan is de valse activering van de TNZNP uitgesloten, aangezien deze bescherming uitsluitend reageert op het optreden van nulsequentiestromen, waarvan het optreden niet kenmerkend is voor het fenomeen van swing in het voedingssysteem .

De bescherming die in het artikel wordt besproken, is eigenlijk bescherming tegen aardfouten, daarom heeft deze bescherming een alternatieve naam - grondbescherming (GRP).

Welke apparaten vervullen de functie van richtingsstroombeveiliging met nulvolgorde in elektrische netwerken

Om stroomlijnen te beschermen tegen alle soorten fouten (zowel enkelfasige als fase-naar-fase kortsluitingen), wordt stroombeveiliging met nulvolgorde en afstandsbeveiliging toegepast. Apparaten die de functies van deze beveiligingen uitvoeren, kunnen zowel op relais met een elektromechanisch werkingsprincipe als op moderne apparaten worden geïmplementeerd - microprocessorterminals voor bescherming.

Van de elektromechanische beveiligingen zijn de meest populaire sets van het type EPZ-1636, die verschillende modificaties hebben. In moderne omstandigheden wordt prioriteit gegeven aan de bouw van nieuwe distributiestations of de technische herinrichting van oude installaties apparaten voor microprocessorbeveiliging… Om back-upbeveiligingen voor 110 kV-lijnen, inclusief TNZNP, te implementeren, worden vaak microprocessorterminals van ABB gebruikt, bijvoorbeeld het REL650 multifunctionele apparaat.