Защита , способная реагировать на токи нулевой последовательности нашла широкое применение в сетях с заземленной нейтралью. Она устанавливается, в соответствии с ПУЭ, в установках с трансформаторами с соединением обмотки низшего напряжения (НН) в звезду с заземленной нейтралью. В нормальном режиме работы трансформатора с симметричной нагрузкой в заземленной нейтрали проходит только ток небаланса, от которого защита должна быть надежно отстроена. При коротком замыкании (КЗ) на землю на шинах или в сети НН нулевая последовательность токов выходит из равновесия. Появляется результирующий ток, на который и реагирует релейная защита. По сравнению с максимальной токовой защитой (МТЗ), эта защита всегда имеют более высокую чувствительность к однофазным КЗ, поскольку ее не нужно отстраивать от сверхтоков при самозапусках и перегрузках, которые являются симметричными режимами и не сопровождаются появлением токов нулевой последовательности.
Рассмотрим методику расчета и настройку токовой защиты нулевой последовательности (ТЗНП) на примере устройства нулевой защиты УНЗ-0,4М.
Уставка тока срабатывания нулевой последовательности устройств нулевой защиты УНЗ выбирается по условию отстройки от тока рабочего небаланса (I н. б.) в нулевом проводе с коэффициентом запаса (Кз) равным 1,2. Для трехфазных токоприемников принимаем I н. б.=0,1 Iл. макс.
I уст =Кз.х0,1х Iл. макс=0,12хIл. макс
При осветительной или другой нагрузке обусловленной однофазными токоприёмниками, величина рабочего небаланса может достигать 0,5 Iл. макс.
Тогда уставка тока срабатывания УНЗ (I уст) определяется выражением:
I уст =Кз.*0,5* Iл. макс=0,6*Iл. макс
Выбор типа УНЗ и уставки тока срабатывания УНЗ производится на основании рассчитанного значения I уст и принимается из ближайшего большего значения ряда уставок, выбранного типа УНЗ.
ВНИМАНИЕ! ОДНОВРЕМЕННО МОЖЕТ БЫТЬ ВКЛЮЧЕН ТОЛЬКО ОДИН ИЗ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕЙ, СООТВЕТСТВУЮЩИЙ ВЫБРАННОМУ ЗНАЧЕНИЮ .
Коэффициент чувствительности УНЗ определяется:
Кч=(Iк.з.мин-Iн.б.макс)/ I уст ≥ 1,2,
где:
Iк.з.мин - минимальный ток однофазного короткого замыкания на нулевой провод в конце линии;
Iн.б.макс – максимальный ток небаланса (несимметрии).
Величина Кч должна быть не менее 1,2 при повреждении в самой удалённой точке линии.
Методика расчёта разработана на основе п. 4.2. справочно-методического пособия «РАСЧЁТ, ВЫБОР и ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЗАЩИТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,38 кВ», ТЭО «БЕЛОРУСЭНЕРГО» ГПИ и НИИ «БЕЛЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ», 1992 г.