Il principio di funzionamento della protezione direzionale della corrente a sequenza zero nelle reti elettriche da 110 kV

La protezione direzionale corrente a sequenza zero (TNZNP) viene utilizzata quando è necessario proteggere le linee elettriche ad alta tensione da cortocircuiti monofase-guasti a terra su uno dei conduttori di fase nella rete elettrica. Questa protezione viene utilizzata come protezione di backup per le linee elettriche della classe di tensione 110 kV. Di seguito diamo il principio di funzionamento di questa protezione, consideriamo come e con l'aiuto di quali dispositivi TNZNP viene applicato nelle reti elettriche a 110 kV.

Nell'ingegneria elettrica esiste un concetto di sistemi simmetrici e sbilanciati di correnti o tensioni di fase. Il sistema simmetrico garantisce l'uguaglianza delle correnti di fase (tensioni) rete trifase… In questo caso, i vettori delle correnti di fase possono stare l'uno rispetto all'altro in sequenza diretta, inversa e anche zero (NP).

In sequenza positiva, i vettori della corrente di fase vanno nella sequenza A, B, C, ciascuna fase in ritardo rispetto all'altra di 120 g.La sequenza inversa è l'alternanza delle fasi A, C, B, l'angolo di sfasamento è lo stesso: 120 gradi. Nel caso di sequenza zero, i vettori delle tre fasi coincidono in direzione. Un sistema asimmetrico è rappresentato come un valore corrente: la somma geometrica dei vettori di tutti i componenti della sequenza diretta, negativa e zero.

Durante il normale funzionamento di una parte della rete elettrica, il sistema di correnti e tensioni è simmetrico, lo stesso vale per i cortocircuiti fase-fase. In questo caso, sia la tensione che la corrente dell'NP sono uguali a zero. In caso di guasto a terra monofase, il sistema diventa asimmetrico: si verificano corrente e tensione NP.

In questo caso, la corrente (tensione) di una delle fasi a sequenza zero è pari a un terzo della somma dei vettori del sistema asimmetrico, rispettivamente, la somma dei vettori del sistema asimmetrico è tre volte la corrente ( tensione) della BT.

I risultati dei calcoli di cortocircuito nelle reti elettriche mostrano anche che la corrente di un guasto a terra monofase nelle reti elettriche è uguale al triplo valore della corrente NP - 3I0 e alla tensione che si forma tra il neutro del trasformatore e il cortocircuito -punto di circuito — al valore triplo della tensione NP — 3U0.

Il principio di funzionamento della protezione da sovracorrente a sequenza zero è controllare il valore di 3I0 della linea elettrica e, se raggiunge un certo valore, spegnere automaticamente l'interruttore della linea elettrica con un certo ritardo.

In pratica, le correnti di squilibrio 3I0 sono ottenute all'uscita del cosiddetto filtro di corrente omopolare.Questo filtro si ottiene collegando elettricamente l'inizio e la fine degli avvolgimenti dei trasformatori di corrente di ciascuna fase della linea.

Nel normale funzionamento di una sezione della rete elettrica, non c'è corrente all'uscita del filtro di corrente NP. In caso di guasto - la caduta di uno dei conduttori di fase della linea elettrica a terra, si verifica uno squilibrio - appare un certo valore della corrente 3I0, il cui valore è fissato all'uscita del filtro delle correnti NP.

TNZNP, di regola, protezione multilivello. Ciascuno degli stadi di protezione ha il proprio tempo di reazione Per garantire la selettività delle operazioni di protezione nelle sottostazioni vicine, le sezioni della rete elettrica sono suddivise in sezioni (aree di copertura). Pertanto, la protezione fornisce protezione alla linea elettrica alimentata dalla sottostazione in cui è installato il dato insieme di protezioni e funge da protezione di backup per le sottostazioni vicine.

C'è un fenomeno come l'oscillazione nel sistema. Se la protezione da cortocircuito tra le linee, ad esempio, protezione a distanza, può essere falsamente attivato quando si verifica questo fenomeno, quindi è escluso il falso intervento del TNZNP, poiché questa protezione reagisce esclusivamente al verificarsi di correnti omopolari, il cui verificarsi non è caratteristico del fenomeno di oscillazione nel sistema di alimentazione .

La protezione discussa nell'articolo è in realtà una protezione contro i guasti a terra, motivo per cui questa protezione ha un nome alternativo: protezione a terra (GRP).

Quali dispositivi svolgono la funzione di protezione della corrente direzionale a sequenza zero nelle reti elettriche

Per garantire la protezione delle linee elettriche da tutti i tipi di guasti (cortocircuiti sia monofase che fase-fase), viene applicata la protezione della corrente a sequenza zero insieme alla protezione della distanza. I dispositivi che svolgono le funzioni di queste protezioni possono essere implementati sia su relè con principio di funzionamento elettromeccanico, sia su dispositivi moderni - terminali a microprocessore per protezione.

Tra le protezioni elettromeccaniche, i più popolari sono i set del tipo EPZ-1636, che presentano diverse modifiche. In condizioni moderne, viene data priorità alla costruzione di nuove sottostazioni di distribuzione o alla riattrezzatura tecnica di vecchi impianti dispositivi di protezione a microprocessore… Per implementare protezioni di back-up per linee 110 kV, incluso TNZNP, vengono spesso utilizzati terminali a microprocessore prodotti da ABB, ad esempio il dispositivo multifunzione REL650.