O princípio de operação da proteção direcional de corrente de seqüência zero em redes elétricas de 110 kV

A proteção direcional atual de sequência zero (TNZNP) é usada quando é necessário proteger linhas de energia de alta tensão de falhas monofásicas de curto-circuito-terra em um dos condutores de fase na rede de energia. Esta proteção é usada como proteção de backup para linhas de energia da classe de tensão 110 kV. A seguir, apresentamos o princípio de operação dessa proteção, considere como e com a ajuda de quais dispositivos o TNZNP é aplicado em redes elétricas de 110 kV.

Na engenharia elétrica, existe um conceito de sistemas simétricos e desequilibrados de correntes ou tensões de fase. O sistema simétrico garante a igualdade das correntes de fase (tensões) rede trifásica… Neste caso, os vetores das correntes de fase podem estar relativos uns aos outros em sequência direta, reversa e também zero (NP).

Na sequência positiva, os vetores de corrente de fase vão na sequência A, B, C, cada fase atrasada da outra em 120 g.A sequência inversa é a alternância das fases A, C, B, o ângulo de mudança de fase é o mesmo - 120 graus. No caso de seqüência zero, os vetores das três fases coincidem na direção. Um sistema assimétrico é representado como um valor atual — a soma geométrica dos vetores de todos os componentes da sequência direta, negativa e zero.

Durante a operação normal de uma parte da rede elétrica, o sistema de correntes e tensões é simétrico, o mesmo se aplica aos curtos-circuitos fase-fase. Nesse caso, tanto a tensão quanto a corrente do NP são iguais a zero. No caso de uma falta à terra monofásica, o sistema torna-se assimétrico — ocorrem corrente e tensão NP.

Nesse caso, a corrente (tensão) de uma das fases de seqüência zero é igual a um terço da soma dos vetores do sistema assimétrico, respectivamente, a soma dos vetores do sistema assimétrico é três vezes a corrente ( tensão) do LV.

Os resultados dos cálculos de curto-circuito em redes elétricas também mostram que a corrente de uma falha à terra monofásica em redes elétricas é igual ao triplo da corrente NP — 3I0 e da tensão resultante entre o neutro do transformador e o curto - ponto do circuito — ao valor triplo da tensão NP — 3U0.

O princípio de funcionamento da proteção de sobrecorrente de sequência zero é controlar o valor de 3I0 da linha de energia e, se atingir um determinado valor, desligar automaticamente o disjuntor da linha de energia com um certo atraso de tempo.

Na prática, as correntes de desequilíbrio 3I0 são obtidas na saída do chamado filtro de corrente de seqüência zero.Este filtro é obtido conectando eletricamente o início e o fim dos enrolamentos dos transformadores de corrente de cada fase da linha.

Na operação normal de um trecho da rede elétrica, não há corrente na saída do filtro de corrente NP. Em caso de falha - queda de um dos condutores de fase da linha de energia para o solo, ocorre um desequilíbrio - aparece um determinado valor da corrente 3I0, cujo valor é fixado na saída do filtro de correntes NP.

TNZNP, via de regra, proteção multinível. Cada uma das etapas de proteção tem seu próprio tempo de reação.Para garantir a seletividade das operações de proteção nas subestações vizinhas, as seções da rede elétrica são divididas em seções (áreas de cobertura). Assim, a proteção fornece proteção para a linha de alimentação alimentada pela subestação onde o determinado conjunto de proteções está instalado e atua como proteção de retaguarda para as subestações vizinhas.

Existe um fenômeno como oscilação no sistema. Se a proteção de curto-circuito entre as linhas, por exemplo, proteção de distância, pode ser falsamente disparado quando este fenômeno ocorre, então o falso disparo do TNZNP está excluído, pois esta proteção reage exclusivamente à ocorrência de correntes de seqüência-zero, cuja ocorrência não é característica do fenômeno de oscilação no sistema de potência .

A proteção discutida no artigo é, na verdade, proteção contra falhas de aterramento, razão pela qual essa proteção tem um nome alternativo - proteção de aterramento (GRP).

Quais dispositivos executam a função de proteção de corrente direcional de sequência zero em redes elétricas

Para garantir a proteção das linhas de energia contra todos os tipos de falhas (curtos-circuitos monofásicos e fase-fase), é aplicada a proteção de corrente de sequência zero juntamente com a proteção de distância. Os dispositivos que executam as funções dessas proteções podem ser implementados tanto em relés com princípio eletromecânico de operação quanto em dispositivos modernos - terminais de microprocessador para proteção.

Entre as proteções eletromecânicas, as mais populares são os conjuntos do tipo EPZ-1636, que possuem várias modificações diferentes. Em condições modernas, é dada prioridade à construção de novas subestações de distribuição ou ao reequipamento técnico de instalações antigas dispositivos de proteção do microprocessador… Para implementar proteções de backup para linhas de 110 kV, incluindo TNZNP, terminais de microprocessador fabricados pela ABB são frequentemente usados, por exemplo, o dispositivo multifuncional REL650.