Защита от замыкания на землю - Анализ схем с несколькими источниками питания

4.1. Схема с несколькими источниками питания и одной точкой заземления

Для схемы с несколькими источниками питания и одной точкой заземления характерно наличие проводника PEN на вводной(ых) линии(ях): обычно используемая схема - схема 2 (заземление симметрично и реализовано на уровне секционного аппарата); схемы 1 и 3 применяются только в схемах ввода резерва. Характеристики схемы 2 Защита от замыкания на землю может быть: типа ВТЗ; типа РТ при условии правильно выполненной разводки нейтрали. Вводные выключатели - трехполюсные. Функция контроля и устранения повреждений не требует наличия защиты от замыкания на землю на секционном аппарате. Характеристики схем 1 и 3 Эти схемы являются асимметричными. Они представляют интерес только в случае использования в схеме ввода резерва с генераторной установкой в качестве резервного источника.

Эти схемы не очень просты для реализации и сохранения в случае расширения: следует избегать наличия второго заземления. Существует только один маршрут возврата к источникам: для естественных токов нейтрали; для токов замыкания, протекающих по РЕ. Имеются три типа схем (рис. 25):

Рис. 25 Только схема 2 используется в том виде, в котором она представлена. Схемы 1 и 3 применяются только в упрощенном виде: нагрузка U2 (схема 1) или U1 (схема 3) отсутствует; нет секционного аппарата Q3. Эти схемы характеризуются наличием проводника PEN на вводной(ых) линии(ях). Поэтому вводные выключатели Q1 и Q2 обязательно должны быть трехполюсными.

Заземление нейтрали выполнено в одной точке путем подключения к распределенному нулевому рабочему проводнику, поэтому нейтраль защит на вводах представляет собой PEN. Напротив, линия заземления - проводник РЕ.

Защита от замыкания на землю на вводе может быть реализована при помощи устройств защиты от замыкания на землю типа "возврат тока по заземлителю", измерительные ТТ которых устанавливаются на проводник РЕ (см. рис. 266).

Рис. 266 - Схема типа "возврат тока по заземлителю" В "основном" режиме работы N: критерий аО соблюдается, потому что речь идёт о РЕ; критерии а1 и а2 также соблюдаются (токи в нулевом рабочем проводнике не могут проходить в РЕ и цепи заземления); критерий 61 соблюдается; критерий 62 не соблюдается, так как речь идёт о РЕ, общем для обеих частей электроустановки; критерий 63 может быть соблюден без проблем. Применённые устройства ЗЗЗ обеспечивают безопасность электроустановки, так как максимальный ток утечки для обеих установок всегда ограничен 1200 А. Однако бесперебойность работы не гарантирована, потому что повреждение изоляции приводит к отключению всей электроустановки. Например, повреждение на U2 вызывает отключение U1 и U2. В "резервном" режиме работы R1 или R2: Соблюдаются все критерии работы. Чтобы полностью решить проблему, связанную с критерием 62, можно: применить схему соединения ТТ (анализ 2); изменить схему электроустановки (анализ 3).

Учитывая, что А1 (или А2) является: РЕ в "основном" режиме N; PEN в режиме R1 (или R2);

Рис. 27а Критерии работы соблюдаются, так как А1 (или А2) является РЕ. В "резервном" режиме R1 (см. рис. 276)

нейтралью в режиме R2 (или R1) на эти линии можно установить измерительные 1 головных устройств защиты от замыкания на землю (типа ВТЗ). Так как линия А1 является PEN для нагрузок U1 и U2, а линия А2 - нейтралью для нагрузки U2, можно отказаться от измерения тока нейтрали в этом проводнике с помощью переключения вторичных обмоток ТТ (см. рис. 276). Токи повреждения измеряются только измерительным ТТ аппарата Q1: селективность между U1 и U2 невозможна. Все критерии работы соблюдаются. Примечание: у измерительных ТТ должна быть правильная полярность и одинаковый номинальный ток. В "резервном" режиме R2: тот же принцип.

В этой конфигурации, используемой в Австралии, нейтраль головных защит "воспроизведена" ниже РЕ. Тем не менее, необходимо убедиться в отсутствии других подключений вышерасположенных нейтралей и/или нижерасположенных РЕ, так как это исказило бы результаты измерений. Защита обеспечивается устройствами защит от замыкания на землю типа РТ, у которых внешний ТТ установлен на воспроизведенной нейтрали (при этом полярность должна соблюдаться). В "основном" режиме N (см. рис. 28а)

Рис. 28а Критерии а1 и а2 У тока, проходящего по нейтрали N1 (или N2) есть только один путь возврата в источник. Устройство защиты от замыкания на землю1 (или (ЗЗЗ2) подсчитывает векторную сумму всех токов фаз и нейтрали. Критерии а1 и а2 соблюдаются. Критерии 61 и 62 При повреждении на U1 (или U2) ток не может возвратиться по нейтрали N1 (или N2). Он целиком возвращается в источник по РЕ и PEN1 (или PEN2). Поэтому устройство защиты от замыкания на землю1 (или ЗЗЗ2), размещенное на главном фидере источника питания, "регистрирует" реальный ток повреждения, а ЗЗЗ2 (или ЗЗЗ1) не "видит" никаких токов повреждения и остается бездействующим. Критерий 63 Селективность должна быть обеспечена согласно условиям, определенным в § 2-2. Соответственно, соблюдаются все критерии. В "резервном" режиме R1 (см. рис. 286) S1 S2

Этот режим не затрагивает функциональность N1 (или N2). Поэтому для обеспечения защиты обеих нагрузок (U1 + U2) необходимо определить сумму токов нейтрали (N1 + N2). Соединение ТТ, представленное на рис. 286, позволяет проверить оба утверждения. В "резервном" режиме R2: тот же принцип. 4.1.1.4. Комментарии Схема с симметричным заземлением используется в англосаксонских странах. Она требует строгого соответствия со схемой разводки РЕ, нейтрали и PEN в низковольтном ГРЩ. Дополнительные характеристики контроль токов повреждения без измерительного ТТ на секционном аппарате; полное тестирование функции ЗЗЗ можно выполнить на заводе: внешние ТТ расположены в ГРЩ НН; защита обеспечена только на части электроустановки, расположенноей ниже измерительных ТТ: это неудобно в случае удаленных источников питания. 4.1.2. Схемы 1 и 3 Схемы 1 и 3 (см. рис. 25) идентичны. Примечание: выключатели Q1 и Q2 обязательно должны быть трехполюсными. 4.1.2.1 Анализ упрощенной схемы 1

В: Включено О: Отключено без нагрузки U2; без секционного аппарата Q3.