Das Funktionsprinzip des Nullstromrichtungsschutzes in 110-kV-Stromnetzen
Der aktuelle gerichtete Nullsystemschutz (TNZNP) wird verwendet, wenn Hochspannungsleitungen vor einphasigen Kurzschlüssen oder Erdschlüssen an einem der Phasenleiter im Stromnetz geschützt werden müssen. Dieser Schutz dient als Reserveschutz für Stromleitungen der Spannungsklasse 110 kV. Nachfolgend geben wir das Funktionsprinzip dieses Schutzes an und überlegen, wie und mit welchen Geräten TNZNP in 110-kV-Stromnetzen eingesetzt wird.
In der Elektrotechnik gibt es ein Konzept symmetrischer und unsymmetrischer Systeme von Phasenströmen oder -spannungen. Das symmetrische System gewährleistet die Gleichheit der Phasenströme (Spannungen). Dreiphasennetz… Dabei können die Vektoren der Phasenströme im Gleich-, Gegen- und auch Nullsystem (NP) relativ zueinander stehen.
In positiver Reihenfolge verlaufen die Phasenstromvektoren in der Reihenfolge A, B, C, wobei jede Phase der anderen um 120 g nacheilt.Die umgekehrte Reihenfolge ist der Wechsel der Phasen A, C, B, der Phasenverschiebungswinkel ist der gleiche – 120 Grad. Bei der Nullsequenz stimmen die Vektoren der drei Phasen in ihrer Richtung überein. Ein asymmetrisches System wird als Stromwert dargestellt – die geometrische Summe der Vektoren aller Komponenten der direkten, negativen und Nullsequenz.
Im Normalbetrieb eines Teils des Stromnetzes ist das System der Ströme und Spannungen symmetrisch, das Gleiche gilt für Phase-Phase-Kurzschlüsse. In diesem Fall sind sowohl die Spannung als auch der Strom des NP gleich Null. Bei einem einphasigen Erdschluss wird das System asymmetrisch – NP-Strom und NP-Spannung treten auf.
In diesem Fall ist der Strom (die Spannung) einer der Nullphasen gleich einem Drittel der Summe der Vektoren des asymmetrischen Systems bzw. die Summe der Vektoren des asymmetrischen Systems beträgt das Dreifache des Stroms ( Spannung) der LV.
Die Ergebnisse von Kurzschlussberechnungen in elektrischen Netzen zeigen auch, dass der Strom eines einphasigen Erdschlusses in elektrischen Netzen dem dreifachen Wert des Stroms NP — 3I0 und der Spannung entspricht, die zwischen dem Neutralleiter des Transformators und dem Kurzschluss entsteht -Schaltungspunkt — zum dreifachen Wert der Spannung NP — 3U0.
Das Funktionsprinzip des Null-Überstromschutzes besteht darin, den Wert von 3I0 der Stromleitung zu steuern und bei Erreichen eines bestimmten Werts den Stromleitungsschalter mit einer bestimmten Zeitverzögerung automatisch auszuschalten.
In der Praxis ergeben sich am Ausgang des sogenannten Nullstromfilters die Unsymmetrieströme 3I0.Dieser Filter wird durch die elektrische Verbindung des Anfangs und des Endes der Wicklungen der Stromwandler jeder Phase der Leitung erhalten.
Im Normalbetrieb eines Abschnitts des Stromnetzes fließt am Ausgang des NP-Stromfilters kein Strom. Im Fehlerfall – wenn einer der Phasenleiter der Stromleitung auf die Erde fällt, tritt ein Ungleichgewicht auf – tritt ein bestimmter Wert des Stroms 3I0 auf, dessen Wert am Ausgang des Filters der NP-Ströme festgelegt wird.
TNZNP ist in der Regel ein mehrstufiger Schutz. Jede Schutzstufe hat ihre eigene Reaktionszeit. Um die Selektivität der Schutzmaßnahmen in benachbarten Umspannwerken zu gewährleisten, werden Abschnitte des Stromnetzes in Abschnitte (Abdeckungsbereiche) unterteilt. Somit bietet der Schutz Schutz für die Stromleitung, die von der Umspannstation gespeist wird, in der die gegebenen Schutzvorrichtungen installiert sind, und fungiert als Ersatzschutz für benachbarte Umspannstationen.
Es gibt ein Phänomen wie Schwingungen im System. Wenn beispielsweise ein Kurzschlussschutz zwischen Leitungen Distanzschutz, kann bei Auftreten dieses Phänomens fälschlicherweise ausgelöst werden, dann ist die Fehlauslösung des TNZNP ausgeschlossen, da dieser Schutz ausschließlich auf das Auftreten von Nullströmen reagiert, deren Auftreten für das Phänomen der Schwankung im Stromnetz nicht charakteristisch ist .
Der in dem Artikel besprochene Schutz ist eigentlich der Schutz vor Erdschlüssen, weshalb dieser Schutz einen alternativen Namen hat – Erdungsschutz (GRP).
Welche Geräte übernehmen die Funktion des Nullrichtungsstromschutzes in elektrischen Netzen?
Um den Schutz von Stromleitungen vor Fehlern aller Art (sowohl einphasige als auch Phase-zu-Phase-Kurzschlüsse) zu gewährleisten, wird ein Nullstromschutz zusammen mit einem Distanzschutz eingesetzt. Geräte, die die Funktionen dieser Schutzfunktionen erfüllen, können sowohl auf Relais mit elektromechanischem Funktionsprinzip als auch auf modernen Geräten implementiert werden - Mikroprozessorklemmen zum Schutz.
Unter den elektromechanischen Schutzvorrichtungen sind Sets des Typs EPZ-1636 am beliebtesten, die verschiedene Modifikationen aufweisen. Unter modernen Bedingungen wird dem Bau neuer Umspannwerke oder der technischen Umrüstung alter Anlagen Vorrang eingeräumt Mikroprozessor-Schutzgeräte… Zur Implementierung des Reserveschutzes für 110-kV-Leitungen, einschließlich TNZNP, werden häufig Mikroprozessorklemmen von ABB verwendet, beispielsweise das Multifunktionsgerät REL650.