Защита от замыканий на землю параллельных линий

В данной статье будет рассмотрена особенность защиты от замыканий на землю параллельных линий.

Так при симметричной трехфазной нагрузке геометрическая сумма токов, проходящих по первичному контуру трансформатора тока нулевой последовательности (ТИП) равна нулю. На вторичной обмотке сигнал отсутствует. Причем равна нулю геометрическая сумма и рабочих токов, протекающих по нагрузке, и емкостных токов, обусловленных емкостью проводов. При нарушении изоляции, т.е. при замыкании на землю одной фазы линии, нарушается симметрия токов, по первичному контуру ТИП протекает емкостной ток замыкания на землю, и на вторичной обмотке возникает сигнал об однофазном замыкании на землю (ОЗЗ) как причина несимметрии токов.

Однако, в некоторых режимах работы сети даже при симметричной нагрузке и отсутствии замыкания на землю может возникнуть ложный сигнал срабатывания защиты от ОЗЗ.

Если линия состоит из нескольких трехжильных кабелей, каждый из которых пропущен через свой трансформатор нулевой последовательности (ТНП), а выходы трансформатора тока нулевой параллельно или последовательно подключены к входу защиты от ОЗЗ, то при несимметрии сопротивлений фаз разных кабелей в пределах каждого ТНП может возникнуть небаланс первичных токов и сигналы на выходах ТНП. Но поскольку на вход защиты от ОЗЗ поступает сумма сигналов от ТНП, то небаланс взаимно компенсируется, и защита от ОЗЗ не срабатывает (рис. 1).

Рис. 1 — Схема подключения защиты срабатыванию защиты от ОЗЗ

В некоторых случаях, например, при включенных секционных выключателях на питающей и принимающей подстанции (рис. 2), линии связи между подстанциями работают параллельно, и токи между ними распределяются обратно пропорционально сопротивлениям этих линий.

Рис. 2 — Схема подключения защиты от ОЗЗ параллельной линии с несимметричным сопротивлением фаз. В — верхний реактор, С — средний реактор, Н — нижний реактор

Если при этом сопротивления фаз линий неодинаковы, то при симметрии суммарного тока нагрузки из-за перераспределения токов между фазами разных линий возникает небаланс фазных рабочих токов, который приводит к ложному от ОЗЗ многокабельной линии на каждой линии.

Такое явление может возникнуть, например, при неправильном монтаже трехфазного комплекта токоограничивающих реакторов несимметричной установки, когда реактор средней фазы, параметры которого (индуктивность и направление намотки) отличаются от параметров крайних фаз, устанавливается на месте одной из крайних фаз. В этом случае для обеспечения правильной работы защиты от ОЗЗ необходимо устранить допущенную при монтаже ошибку и обеспечить симметрию сопротивления фаз линий.

Если по какой-либо причине восстановление симметрии невозможно или возможно только с задержкой во времени, то для исключения ложной работы защиты от ОЗЗ можно применить схему (рис. 2) при которой выходы ТИП линий соединяются параллельно (или последовательно) и подключаются к последовательно включенным входам защит от ОЗЗ каждой линии.

Недостатком такого решения является то, что при замыкании на землю на одной из параллельных линий в режиме раздельной работы срабатывают защиты на обеих линиях. Но при работе защиты от ОЗЗ на сигнал это допустимо. По крайней мере, в течение интервала времени, необходимого для симметрирования сопротивления фаз линий.

Указанное ложное срабатывание защиты от ОЗЗ имело место на одном из предприятий на линиях связи ТЭЦ с ГПП и было устранено после исправления ошибки при монтаже реакторов.