18.5.4. Защиты от озз, реагирующие на высшие гармонические составляющие

Защита и сигнализации ОЗЗ, основанные на измерении высших гармоник установившегося тока нулевой последовательности, предназначены прежде всего для применения в электрических сетях с компенсацией ёмкостных токов, но по принципу действия могут быть применены в сетях с изолированной нейтралью или резистивно заземлённой нейтралью.

В компенсированных сетях наиболее широкое распространение получили:

– Защита, основанная на абсолютном замере уровня высших гармоник в токе защищаемого присоединения и сравнении его с заданной уставкой. Защита устанавливается в начале каждого присоединения сети.

– Защита, основанная на относительном замере и сравнении уровней высших гармоник в токах защищаемых присоединениях. По большему уровню гармоник определяют присоединение, в котором произошло ОЗЗ. Такую защиту называют централизованной и она устанавливается на секцию сборных шин подстанции или распределительного пункта.

В России соответственно ЧЭАЗ выпускает два типа аналоговых устройств сигнализации однофазных замыканий на землю:

УСЗ-2/2 – индивидуальное устройство, подключаемое к ТТНП защищаемого присоединения, содержит фильтр высших гармоник, пропускающий гармоники с частотой от 150 до 650 Гц, и измерительное устройство, сравнивающее уровень высших гармоник с заданной уставкой. Такое устройство мало эффективно в условиях нестабильности состава и уровня высших гармоник в токе нулевой последовательности, что особенно характерно для систем электроснабжения промышленных предприятий [33]. УСЗ-2/2 применяется в основном на крупных подстанциях и электростанциях с большим числом присоединений. Оно не нашло широкого применения из-за трудности выбора уставок, возможности неселективного срабатывания при дуговых ОЗЗ и других существенных недостатков. Ток уставки реле УСЗ-2/2 задаётся дискретно и может иметь значения 25, 50, 100 и 250 А. Уставку реле определяют по величине ёмкостного тока ОЗЗ сети. Минимальный первичный ток срабатывания защиты составляет I_С.З.МИН = 1,74–0,57 А при подключении устройства к ТТНП типов ТЗ, ТЗЛ или ТЗЛМ.

УСЗ-ЗМ – групповое или централизованное устройство, состоящее из прибора, который поочередно подключается вручную к ТТНП каждого из питающих линий (рис. 18.8). Прибор состоит из фильтра высших гармоник и миллиамперметра на 100 мкА. При поочерёдном подключении прибора к ТТНП измеряются токи высших гармоник, протекающие по линиям, и определяется их относительное соотношение. В линии, в которой произошло ОЗЗ, уровень гармоник будет наибольшим – это является признаком выявления повреждённой линии.

Рис. 18.8. Схема подключения устройства УСЗ-3М

В настоящее время разработаны автоматические централизованные устройства относительного замера уровней высших гармоник (ПАУК [33], «Сириус-ОЗЗ» [32] и др.), использующее принцип параллельного сравнения значений выходных сигналов с помощью измерительного органа, выполненного, например, на основе микропроцессорной техники. Применение принципа параллельного сравнения уровней высших гармоник обеспечивает возможность устойчивой работы защиты не только в установившихся, но при переходных режимах ОЗЗ.