Расчет токовой защиты нулевой последовательности в сети с глухозаземленной нейтралью

Токовая защита нулевой последовательности
2
считаем первыми
…
считаем последними
ТЗНП
4 защита
(3 ступень)
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
5 защита
(3 ступень)
3 защита
(3 ступень)
2 защита
(1, 2, 3 ступень)
1 защита
(1, 2, 3 ступень)
Первая ступень – отсечка нулевой последовательности без выдержки времени
Вторая ступень – отсечка нулевой последовательности с выдержкой времени
Третья ступень – чувствительная ступень (ТЗНП)
считаем первыми
считаем последними
…

Первая ступень
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
Первая ступень — отсечка нулевой последовательности без выдержки времени. Ток срабатывания отсечки выбирается, исходя из условий обеспечения ее несрабатывания при внешних коротких замыканиях, и потому должен быть больше максимально возможного значения утроенного тока нулевой последовательности в защите при однофазных или двухфазных на землю внешних коротких замыканиях. Ступень предназначена для отключения защищаемого поврежденного участка при коротких замыканиях в его начале.
Ток срабатывания первой ступени рассчитывается по выражениям:
3

Вторая ступень
4
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
Вторая ступень — отсечка нулевой последовательности с выдержкой времени. Предназначена для защиты участка линии, где не работает первая ступень и для защиты шин противоположной (приемной) подстанции.
Параметры срабатывания второй ступени выбираются из условия исключения излишних срабатываний этой ступени при КЗ на смежных элементах. Для этого время срабатывания принимается на ступень селективности большим времени срабатывания быстродействующих защит (первых ступеней или дифференциальных), установленных на смежных элементах:
Выражение для тока срабатывания второй ступени имеет вид:
Дополнительно необходимо проверить отстройку второй ступени от тока небаланса при КЗ на стороне низшего напряжения трансформаторов приемной подстанции:

Третья ступень (ТЗНП)
5
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
Третья ступень предназначена для резервирования и выполняется как чувствительная токовая защита нулевой последовательности с независимой выдержкой времени.
Несрабатывание при внешних КЗ обеспечивается выбором времени срабатывания большим, чем время срабатывания резервной защиты (или ступени) на смежном элементе:
Ток срабатывания выбирается по следующим условиям:
1. отстройка от тока небаланса при КЗ на стороне низшего напряжения трансформаторов примыкающей подстанции (если рассматриваемая ступень имеет выдержку времени равную или меньшую, чем резервная защита МТЗ от междуфазных КЗ, установленная на этом участке):
2. согласование по чувствительности с третьими ступенями защит от КЗ на землю смежных участков
3. обеспечения возврата реле тока после отключения внешних КЗ по выражению:
Чувствительность третьей ступени оценивается коэффициентом чув-ствительности при КЗ на землю в конце смежных элементов:

Пример расчета
6
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
Результаты расчета МТЗ:
Исходные данные:
Необходимо учесть:

Пример расчета (Защита 3)
7
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
Результаты расчета МТЗ:
Исходные данные:
Для повышения надежности ликвидации КЗ на рассматриваемом участке можно произвести аппаратное резервирование, т.е. установить два комплекта защит III ступени.

Пример расчета (Защита 2)
8
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
Результаты расчета МТЗ:
Исходные данные:
Первая ступень
Третья ступень

Пример расчета (Защита 1)
9
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
Результаты расчета МТЗ:
Исходные данные:
Первая ступень

Пример расчета (Защита 1)
10
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
Результаты расчета МТЗ:
Исходные данные:
Вторая ступень
Рассмотренная II ступень имеет недостаточную чувствительность, дополнительно устанавливается III ступень защиты (для выполнения функций второй) с отстройкой от второй ступени защиты смежного участка, как по току, так и по времени срабатывания.

Пример расчета (Защита 1)
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
Результаты расчета МТЗ:
Исходные данные:
Вторая ступень
11
Поскольку данная ступень защиты согласована по току и времени срабатывания с чувствительной ступенью защиты смежного участка, целесообразно проверить возможность использования ее и для выполнения функции дальнего резервирования:

Пример расчета (Защита 1)
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
ТЗНП
Результаты расчета МТЗ:
Исходные данные:
11