עקרון הפעולה של הגנה כיוונית זרם ברצף אפס ברשתות חשמל 110 קילו וולט
הגנת רצף אפס כיוונית נוכחית (TNZNP) משמשת כאשר יש צורך להגן על קווי מתח גבוה מפני קצרים חד פאזיים - תקלות אדמה באחד ממוליכי הפאזה ברשת החשמל. הגנה זו משמשת כהגנה לגיבוי לקווי מתח בדרגת מתח 110 קילו וולט. להלן אנו נותנים את עקרון הפעולה של הגנה זו, שקול כיצד ובעזרת התקנים TNZNP מיושם ברשתות חשמל 110 קילו וולט.
בהנדסת חשמל יש מושג של מערכות סימטריות ולא מאוזנות של זרמי פאזה או מתחים. המערכת הסימטרית מבטיחה שוויון של זרמי פאזה (מתחים) רשת תלת פאזית... במקרה זה, הווקטורים של זרמי הפאזה יכולים לעמוד ביחס זה לזה ברצף ישיר, הפוך וגם אפס (NP).
ברצף חיובי, וקטורי זרם הפאזה הולכים ברצף A, B, C, כל שלב מפגר את השני ב-120 גרם.הרצף ההפוך הוא החלפה של שלבים A, C, B, זווית הסטת הפאזה זהה - 120 מעלות. במקרה של רצף אפס, הוקטורים של שלושת השלבים חופפים בכיוון. מערכת א-סימטרית מיוצגת כערך נוכחי - הסכום הגיאומטרי של הוקטורים של כל מרכיבי הרצף הישיר, השלילי והאפסי.
במהלך פעולה רגילה של חלק מהרשת החשמלית, מערכת הזרמים והמתחים היא סימטרית, אותו הדבר חל על קצרים בשלב פאזה. במקרה זה, גם המתח וגם הזרם של ה-NP שווים לאפס. במקרה של תקלת הארקה חד פאזית, המערכת הופכת לא סימטרית - זרם ומתח NP מתרחשים.
במקרה זה, הזרם (המתח) של אחד משלבי רצף האפס שווה לשליש מסכום הוקטורים של המערכת האסימטרית, בהתאמה, סכום הוקטורים של המערכת האסימטרית הוא פי שלושה מהזרם ( מתח) של ה-LV.
התוצאות של חישובי קצר חשמלי ברשתות חשמל מראות גם שהזרם של תקלת אדמה חד פאזית ברשתות חשמל שווה לערך המשולש של הזרם NP — 3I0 והמתח הנוצר בין הנייטרלי של השנאי לקצר -נקודת מעגל - לערך המשולש של המתח NP - 3U0.
עקרון העבודה של הגנת זרם יתר ברצף אפס הוא לשלוט בערך של 3I0 של קו החשמל, ואם הוא מגיע לערך מסוים, כבה אוטומטית את מפסק קו החשמל עם עיכוב זמן מסוים.
בפועל, זרמי חוסר האיזון 3I0 מתקבלים במוצא של מסנן הזרם ברצף אפס.מסנן זה מתקבל על ידי חיבור חשמלי של ההתחלה והסוף של הפיתולים של השנאים הנוכחיים של כל שלב של הקו.
בפעולה רגילה של קטע של רשת החשמל, אין זרם במוצא של מסנן זרם NP. במקרה של כשל - נפילה של אחד ממוליכי הפאזה של קו החשמל לאדמה, מתרחש חוסר איזון - מופיע ערך מסוים של הזרם 3I0, שערכו קבוע במוצא המסנן של זרמי NP.
TNZNP, ככלל, הגנה מרובת רמות. לכל אחד משלבי המיגון זמן תגובה משלו, כדי להבטיח סלקטיביות של פעולות המיגון בתחנות משנה שכנות, מחולקים חלקי רשת החשמל למקטעים (אזורי כיסוי). לפיכך, ההגנה מספקת הגנה לקו החשמל המוזן על ידי תחנת המשנה שבה מותקן מערך ההגנות הנתון ומשמש כהגנה לגיבוי עבור תחנות משנה שכנות.
ישנה תופעה כמו תנודה במערכת. אם הגנת קצר חשמלי בין קווים, למשל, הגנת מרחק, יכול להיות מופעל באופן שגוי כאשר תופעה זו מתרחשת, אזי ההפעלה הכוזבת של ה-TNZNP אינה נכללת, מכיוון שהגנה זו מגיבה אך ורק להתרחשות של זרמים ברצף אפס, שהתרחשותם אינה אופיינית לתופעת התנופה במערכת החשמל .
ההגנה הנדונה במאמר היא למעשה הגנה מפני תקלות קרקע, ולכן להגנה זו יש שם חלופי – הגנה מפני קרקע (GRP).
אילו מכשירים מבצעים את הפונקציה של הגנת זרם כיווני ברצף אפס ברשתות חשמל
כדי להבטיח הגנה על קווי החשמל מכל סוגי התקלות (הן קצרים חד פאזיים והן שלב לפאזה), מיושמת הגנת זרם ברצף אפס יחד עם הגנת מרחק. ניתן ליישם מכשירים המבצעים את הפונקציות של הגנות אלה הן על ממסרים בעלי עיקרון אלקטרומכני של פעולה, והן על מכשירים מודרניים - מסופי מיקרו-מעבד להגנה.
בין ההגנות האלקטרומכניות, הפופולריות ביותר הן סטים מסוג EPZ-1636, שיש להם מספר שינויים שונים. בתנאים מודרניים ניתנת עדיפות לבניית תחנות חלוקה חדשות או ציוד טכני מחדש של מתקנים ישנים התקני הגנה למיקרו-מעבד... כדי ליישם הגנות גיבוי לקווי 110 קילו וולט, כולל TNZNP, משתמשים לעתים קרובות במסופי מיקרו-מעבד מתוצרת ABB, למשל ההתקן הרב-תכליתי REL650.