หลักการทำงานของการป้องกันทิศทางกระแสลำดับศูนย์ในเครือข่ายไฟฟ้า 110 kV
การป้องกันลำดับศูนย์ทิศทางปัจจุบัน (TNZNP) จะใช้เมื่อจำเป็นต้องป้องกันสายไฟฟ้าแรงสูงจากการลัดวงจรเฟสเดียว - ความผิดพลาดของโลกบนหนึ่งในตัวนำเฟสในเครือข่ายไฟฟ้า การป้องกันนี้ใช้เป็นการป้องกันสำรองสำหรับสายไฟระดับแรงดันไฟฟ้า 110 kV ด้านล่างนี้เราให้หลักการทำงานของการป้องกันนี้พิจารณาว่าอุปกรณ์ TNZNP ใดใช้ในเครือข่ายไฟฟ้า 110 kV อย่างไรและด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์ใด
ในวิศวกรรมไฟฟ้า มีแนวคิดของระบบสมมาตรและไม่สมดุลของเฟสกระแสหรือแรงดัน ระบบสมมาตรรับประกันความเท่าเทียมกันของกระแสเฟส (แรงดัน) เครือข่ายสามเฟส… ในกรณีนี้ เวกเตอร์ของกระแสเฟสสามารถยืนสัมพันธ์กันในลำดับตรง ย้อนกลับ และลำดับศูนย์ (NP)
ในลำดับบวก เวกเตอร์กระแสของเฟสจะอยู่ในลำดับ A, B, C แต่ละเฟสจะล่าช้าอีก 120 ก.ลำดับย้อนกลับเป็นการสลับเฟส A, C, B มุมเปลี่ยนเฟสจะเท่ากัน — 120 องศา ในกรณีของลำดับศูนย์ เวกเตอร์ของเฟสทั้งสามจะมีทิศทางตรงกัน ระบบอสมมาตรจะแสดงเป็นค่าปัจจุบัน ซึ่งเป็นผลรวมทางเรขาคณิตของเวกเตอร์ของส่วนประกอบทั้งหมดของลำดับตรง ลบ และศูนย์
ในระหว่างการทำงานปกติของส่วนหนึ่งของเครือข่ายไฟฟ้า ระบบของกระแสและแรงดันเป็นแบบสมมาตร เช่นเดียวกับการลัดวงจรของเฟส ในกรณีนี้ทั้งแรงดันและกระแสของ NP จะเท่ากับศูนย์ ในกรณีที่เกิดฟอลต์กราวด์เฟสเดียว ระบบจะไม่สมมาตร — เกิดกระแส NP และแรงดัน
ในกรณีนี้ กระแส (แรงดัน) ของหนึ่งในเฟสลำดับศูนย์เท่ากับหนึ่งในสามของผลรวมของเวกเตอร์ของระบบอสมมาตร ตามลำดับ ผลรวมของเวกเตอร์ของระบบอสมมาตรคือสามเท่าของกระแส ( แรงดันไฟฟ้า) ของ LV
ผลการคำนวณการลัดวงจรในเครือข่ายไฟฟ้ายังแสดงให้เห็นว่ากระแสของความผิดพลาดของโลกเฟสเดียวในเครือข่ายไฟฟ้ามีค่าเท่ากับค่าสามเท่าของ NP ปัจจุบัน — 3I0 และแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างความเป็นกลางของหม้อแปลงและไฟฟ้าลัดวงจร - จุดวงจร — ถึงค่าสามเท่าของแรงดัน NP — 3U0
หลักการทำงานของการป้องกันกระแสเกินด้วยลำดับศูนย์คือการควบคุมค่า 3I0 ของสายไฟ และหากถึงค่าที่กำหนด ให้ปิดเบรกเกอร์สายไฟโดยอัตโนมัติด้วยการหน่วงเวลาที่กำหนด
ในทางปฏิบัติจะได้รับกระแสที่ไม่สมดุล 3I0 ที่เอาต์พุตของตัวกรองกระแสลำดับศูนย์ที่เรียกว่าตัวกรองนี้ได้มาจากการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของขดลวดของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าในแต่ละเฟสของสาย
ในการทำงานปกติของส่วนของเครือข่ายไฟฟ้า ไม่มีกระแสที่เอาต์พุตของตัวกรองกระแส NP ในกรณีที่เกิดความล้มเหลว - การตกของตัวนำเฟสตัวใดตัวหนึ่งของสายไฟลงสู่พื้นความไม่สมดุลเกิดขึ้น - ค่าของ 3I0 ปัจจุบันจะปรากฏขึ้นซึ่งเป็นค่าคงที่ที่เอาต์พุตของตัวกรองของกระแส NP
ตามกฎแล้ว TNZNP การป้องกันหลายระดับ แต่ละขั้นตอนของการป้องกันมีเวลาตอบสนองของตัวเอง เพื่อให้แน่ใจว่าการเลือกปฏิบัติของการป้องกันในสถานีย่อยที่อยู่ใกล้เคียง ส่วนของเครือข่ายไฟฟ้าจะถูกแบ่งออกเป็นส่วน ๆ (พื้นที่ครอบคลุม) ดังนั้น การป้องกันจะช่วยป้องกันสายไฟที่ป้อนโดยสถานีย่อยที่ติดตั้งชุดการป้องกันที่กำหนด และทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันสำรองสำหรับสถานีย่อยข้างเคียง
มีปรากฏการณ์เช่นการสั่นในระบบ หากมีการป้องกันการลัดวงจรระหว่างบรรทัด เช่น การป้องกันระยะทาง, สามารถถูกเรียกอย่างผิดพลาดเมื่อปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้น จากนั้นจึงไม่รวมการเรียกที่ผิดพลาดของ TNZNP เนื่องจากการป้องกันนี้ตอบสนองเฉพาะกับการเกิดขึ้นของกระแสลำดับศูนย์ การเกิดขึ้นซึ่งไม่ใช่ลักษณะของปรากฏการณ์การแกว่งในระบบไฟฟ้า .
การป้องกันที่กล่าวถึงในบทความนี้เป็นการป้องกันความผิดพลาดจากกราวด์จริง ๆ ซึ่งเป็นสาเหตุที่การป้องกันนี้มีชื่ออื่น - การป้องกันกราวด์ (GRP)
อุปกรณ์ใดที่ทำหน้าที่ป้องกันกระแสไฟฟ้าในทิศทางลำดับศูนย์ในเครือข่ายไฟฟ้า
เพื่อให้แน่ใจว่ามีการป้องกันสายไฟจากความผิดพลาดทุกประเภท (ทั้งการลัดวงจรแบบเฟสเดียวและแบบเฟสต่อเฟส) จะใช้การป้องกันกระแสไฟฟ้าที่มีลำดับเป็นศูนย์พร้อมกับการป้องกันระยะทาง อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ป้องกันเหล่านี้สามารถนำไปใช้ได้ทั้งกับรีเลย์ที่มีหลักการทำงานแบบเครื่องกลไฟฟ้าและอุปกรณ์สมัยใหม่ - ขั้วไมโครโปรเซสเซอร์สำหรับการป้องกัน
ในบรรดาการป้องกันระบบเครื่องกลไฟฟ้าชุด EPZ-1636 ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดซึ่งมีการปรับเปลี่ยนหลายอย่าง ในสภาพที่ทันสมัย การก่อสร้างสถานีย่อยใหม่หรืออุปกรณ์ทางเทคนิคของสิ่งอำนวยความสะดวกเก่าจะได้รับการจัดลำดับความสำคัญ อุปกรณ์ป้องกันไมโครโปรเซสเซอร์… ในการใช้การป้องกันการสำรองข้อมูลสำหรับสาย 110 kV รวมถึง TNZNP มักใช้เทอร์มินัลไมโครโปรเซสเซอร์ที่ผลิตโดย ABB ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์มัลติฟังก์ชั่น REL650