Напруга нульової послідовності (3Uo): схеми, застосування, сенс

Система в нормальному режимі роботи є симетричною. Але, варто статися коротке замикання, як симетрія порушується. Для зручності розпізнавання видів КЗ і проведення розрахунків застосовується метод симетричних складових. Згідно з ним будь-яку трифазну систему з моменту КЗ можна, для зручності розрахунків, представити у вигляді суми напруг трьох симетричних систем:

  • прямий послідовності;
  • зворотній послідовності;
  • нульової послідовності.

Всі вони є уявними величинами, неіснуючими насправді. Але за допомогою деяких хитрощів їх можна зробити реально відчутними, і застосувати на практиці.

Пристрої, які виділяють із системи трифазних напруг напругу потрібної послідовності, називають фільтрами. Розглянемо одне з таких пристроїв, що застосовується на практиці для фіксації замикань на землю.

Призначення додаткових обмоток ТН

Особливістю напруги нульової послідовності (3Uo) є той факт, що воно не з’являється в результаті міжфазних замикань, а є тільки наслідком КЗ на землю. Причому, не важливо, де відбувається замикання: в електроустановці з ізольованою або глухозаземленою нейтраллю.

Фільтром для виділення цієї величини є спеціальні обмотки трансформаторів напруги (ТН).

Цей процес відбувається по-різному в залежності від конструкції трансформаторів. Якщо використовуються три однакових ТН, у кожного з них є спеціальна обмотка, висновки якої є такі літерами «Пекло» і «ХД». Ці обмотки з’єднуються між собою послідовно, з обов’язковим дотриманням напрямки. Провід від виведення «ХД» фази «А» йде на висновок «Пекло» фази «В» і так далі. Така схема включення називається розімкненим трикутником.

У підсумку на що залишилися роз’єднаними висновках «Пекло» першої фази і «ХД» останньої в будь-якого випадку пошкодження в мережі, пов’язаного з замиканням на землю, з’явиться 3Uo. Можна його виміряти, а також використовувати для роботи систем сигналізації, підключивши до обмотці реле напруги. Можна використовувати і для роботи захистів, але про це – трохи пізніше.

У трансформаторах напруги, які об’єднують обмотки трьох фаз в одному корпусі, не потрібно виконувати зовнішні з’єднання для фільтра 3Uo. Все вже виконано заздалегідь, всередині корпусу трансформатора.

Якщо в попередньому випадку виділення 3Uo відбувається шляхом послідовного додавання векторів напруг за рахунок комутації провідників, то всередині трифазного ТН це відбувається за рахунок додавання магнітних потоків в осерді. Тому, в залежності від його форми, внутрішня схема з’єднань обмоток Ад-ХД може відрізнятися.

Але суті це не міняє: в результаті на корпусі поруч з висновками основних обмоток, що використовуються для обліку, вимірювання та захисту, з’являється висновки від об’єднаної додаткової обмотки 3Uo. Позначається вона точно так само, як і на однофазних ТН.

Цікаве відео про ТЗНП дивіться нижче:

Сигналізація про замиканні на землю

У мережах 6-10 кВ, де нейтраль ізольована, робота з «землею» можлива деякий час. Але замикання потрібно активно шукати. І чим раніше почнеться пошук, тим краще.

Для контролю ізоляції використовуються вольтметри, підключені до обмоток ТН на фазні напруги.

У мережі без пошкоджень всі вони показують однакову величину. Варто трапитися однофаз замикання, як свідчення вольтметра пошкодженої фази знизяться. Вольтметр покаже нуль при повному стійкому КЗ. Так визначається фаза з пошкодженням.

Але, щоб поглянути на вольтметри, потрібно згенерувати попереджувальний сигнал.

Для цього використовується контроль величини 3Uo за допомогою реле.

При його спрацьовуванні запалюється табло, що привертає до себе увагу.

Величину 3Uo прийнято реєструвати за допомогою самописних приладів, а також вона обов’язково записується аварійними осцилографами або мікропроцесорними терміналами в момент будь-якої аварії, навіть не пов’язаної з замиканнями на землю.

Ще один приклад застосування сигналізації, що працює від 3Uo, пов’язаний з експлуатацією установок компенсації ємнісних струмів.

Відключати роз’єднувач дугогасящей котушки заборонено при наявності «землі» в мережі. Для цього поруч з комутаційним пристроєм встановлюється індикаторна лампа, або блок-замок рукоятки блокується при наявності 3Uo системою ав
томатики.

Використання 3Uo в складі захистів

У мережах з ізольованою нейтраллю спільне використання напруг і струмів нульової послідовності дозволяє визначити напрямок на точку короткого замикання. Але в даний час існують більш ефективні методи точного визначення місця пошкодження в цих мережах.

Набагато більшу користь подібна схема приносить в мережах в глухозаземленою нейтраллю (ЛЕП-110 кВ і вище).

Підключення напруги 3Uo (нульової послідовності) і струму 3Io до обмоток реле напрямку потужності дозволяє визначити, чи відбулося однофазное КЗ в лінії або поза нею. Так забезпечується селективність роботи захисту від однофазних замикань на землю.

Ссылка на основную публикацию