Princip činnosti směrové ochrany netočivé složky proudu v elektrických sítích 110 kV
Proudová směrová netokavá ochrana (TNZNP) se používá, když je potřeba ochránit vysokonapěťová vedení před jednofázovými zkraty-zemními poruchami na jednom z fázových vodičů v elektrické síti. Tato ochrana se používá jako záložní ochrana pro elektrická vedení napěťové třídy 110 kV. Níže uvádíme princip fungování této ochrany, zvažte, jak as pomocí jakých zařízení se TNZNP aplikuje v elektrických sítích 110 kV.
V elektrotechnice existuje koncept symetrických a nesymetrických systémů fázových proudů nebo napětí. Symetrický systém zajišťuje rovnost fázových proudů (napětí) třífázová síť… V tomto případě mohou vektory fázových proudů stát vůči sobě navzájem v přímé, reverzní a také nulové sekvenci (NP).
V kladném sledu jdou vektory fázových proudů v sekvenci A, B, C, přičemž každá fáze za sebou zaostává o 120 g.Opačná sekvence je střídání fází A, C, B, úhel fázového posunu je stejný — 120 stupňů. V případě nulové sekvence se vektory tří fází ve směru shodují. Asymetrický systém je reprezentován jako aktuální hodnota — geometrický součet vektorů všech složek přímé, záporné a nulové posloupnosti.
Při běžném provozu části elektrické sítě je soustava proudů a napětí symetrická, totéž platí pro fázové zkraty. V tomto případě se napětí i proud NP rovnají nule. V případě jednofázového zemního spojení se systém stává asymetrickým — dochází k NP proudu a napětí.
V tomto případě se proud (napětí) jedné z fází s nulovou složkou rovná jedné třetině součtu vektorů asymetrického systému, respektive součet vektorů asymetrického systému je trojnásobek proudu ( napětí) NN.
Výsledky zkratových výpočtů v elektrických sítích také ukazují, že proud jednofázové zemní poruchy v elektrických sítích se rovná trojnásobné hodnotě proudu NP — 3I0 a napětí vznikajícího mezi neutrálem transformátoru a zkratem. -bod obvodu — do trojnásobné hodnoty napětí NP — 3U0.
Principem činnosti nadproudové ochrany nulové složky je řídit hodnotu 3I0 elektrického vedení, a pokud dosáhne určité hodnoty, automaticky vypnout jistič elektrického vedení s určitým časovým zpožděním.
V praxi se nesymetrické proudy 3I0 získávají na výstupu tak zvaného proudového filtru s nulovou složkou.Tento filtr se získá elektrickým spojením začátku a konce vinutí proudových transformátorů každé fáze vedení.
Při běžném provozu části elektrické sítě není na výstupu proudového filtru NP žádný proud. Při poruše — pádu jednoho z fázových vodičů silnoproudého vedení na zem, dojde k nerovnováze — objeví se určitá hodnota proudu 3I0, jejíž hodnota je pevná na výstupu filtru NP proudů.
TNZNP, zpravidla víceúrovňová ochrana. Každý ze stupňů ochrany má svou vlastní reakční dobu.Pro zajištění selektivity provozu ochran v sousedních rozvodnách jsou úseky elektrické sítě rozděleny na úseky (oblasti pokrytí). Ochrana tedy zajišťuje ochranu elektrického vedení napájeného z rozvodny, kde je daná sada ochran instalována, a funguje jako záložní ochrana pro sousední rozvodny.
V systému existuje jev jako oscilace. Pokud dojde ke zkratové ochraně mezi vedením, např. ochrana na dálku, může být při výskytu tohoto jevu falešně spuštěna, pak je falešné spuštění TNZNP vyloučeno, protože tato ochrana reaguje výhradně na výskyt proudů nulové složky, jejichž výskyt není charakteristický pro jev kolísání v energetické soustavě .
Ochrana diskutovaná v článku je vlastně ochrana proti zemním poruchám, proto má tato ochrana alternativní název - zemní ochrana (GRP).
Jaká zařízení plní funkci nulové složky směrové proudové ochrany v elektrických sítích
Pro zajištění ochrany elektrického vedení před všemi typy poruch (jak jednofázových, tak mezifázových zkratů) je aplikována proudová ochrana netočivé složky spolu s distanční ochranou. Zařízení, která plní funkce těchto ochran, lze implementovat jak na relé s elektromechanickým principem činnosti, tak na moderních zařízeních - mikroprocesorových terminálech pro ochranu.
Mezi elektromechanickými ochranami jsou nejoblíbenější sady typu EPZ-1636, které mají několik různých modifikací. V moderních podmínkách je upřednostňována výstavba nových rozvoden nebo technické dovybavení starých zařízení zařízení na ochranu mikroprocesorů… Pro realizaci záložních ochran pro vedení 110 kV včetně TNZNP se často používají mikroprocesorové terminály od ABB, např. multifunkční zařízení REL650.