Czym jest zabezpieczenie ziemnozwarciowe?

Zabezpieczenia ziemnozwarciowe to rozwiązanie przeznaczone do ochrony sieci i urządzeń pracujących w różnych trybach pracy, ze względu na sposób uziemienia punktu neutralnego sieci. Dla układów na poziomie napięć niskim i wysokim, gdzie punkt neutralny jest bezpośrednio uziemiony, wykrywanie doziemień jest stosunkowo proste, gdyż skutkuje przepływem dużego prądu zwarciowego. Natomiast dla układów zasilań średnim napięciem, gdy punkt neutralny jest izolowany bądź kompensowany, automatyka zabezpieczeniowa jest bardziej wymagająca. Czym dokładnie charakteryzują się algorytmy zabezpieczeń ziemnozwarciowych i na jakiej zasadzie działają?

Czym jest zabezpieczenie ziemnozwarciowe?

Jak już wspomniano, zabezpieczenia ziemnozwarciowe, zgodnie z nazwą, umożliwiają wykrycie doziemień poszczególnych faz chronionego obiektu. Odbywa się to poprzez selektywną detekcję zakłócenia oraz zapewnienie wyłączenia odbioru, dotkniętego zakłóceniem.

Na rynku są dostępne zabezpieczenia o różnych implementacjach typów zabezpieczeń ziemnozwarciowych. Wyróżnia się:

• zabezpieczenia zerowoprądowe,
• zabezpieczenia zerowonapięciowe,
• zabezpieczenia kierunkowe,
• zabezpieczenia admitancyjne,
• zabezpieczenia susceptancyjne,
• zabezpieczenia konduktancyjne.

Jednofazowe zwarcia z ziemią są jednym z najczęstszych rodzajów zakłóceń w sieciach SN z izolowanym punktem neutralnym, dlatego właśnie ich niezawodna i selektywna eliminacja należy do najważniejszych zadań automatyki zabezpieczeniowej.

Jakie rozwiązania są dostępne na rynku?

W krajowych sieciach SN z izolowanym punktem neutralnym stosuje się powszechnie dwa rodzaje selektywnych kierunkowych zabezpieczeń ziemnozwarciowych: zerowo-prądowe i admitancyjne - susceptancyjne. Dla zapewnienia niezawodnego wykrywania zwarć z ziemią w chronionym odpływie, konieczny jest dobór prawidłowej nastawy. Niestety, bywa to trudne lub niemożliwe w nietypowych, choć dość częstych stanach pracy rozdzielni, przy zasilaniu kabli o niedostatecznej długości (czyli niedostatecznej pojemności układu). Producent systemów zabezpieczeń iZAZ, firma ZAZ-En wprowadziła do swojej oferty funkcję zabezpieczenia ziemnozwarciowego czułego. Nowoczesność tego rozwiązania, wynika z eliminacji prądów uchybowych w układzie pomiarowym – przekładniku Ferrantiego – poprzez adaptację wielkości kryterialnej prądu ziemnozwarciowego. Jak mówi ekspert z firmy ZAZ-En:

„Metoda ta została zaimplementowana w jednym z zabezpieczeń iZAZ400 zainstalowanych w elektrowni grupy ENEA, gdzie przeszło pozytywne testy działania”.

Dzięki wykorzystaniu nowego algorytmu, omawiane zabezpieczenie mogło być nastawione na dotychczas nieosiągalną minimalną wartość rozruchową 1 mA, przy zachowaniu selektywności i pewności działania.

Nietypowe układy pracy rozdzielni średniego napięcia, nie muszą ograniczać funkcjonalnie automatyki zabezpieczeniowej w zakresie selektywnego wykrywania i eliminacji zwarć doziemnych. Warto zapoznać się z systemem zabezpieczeń iZAZ400.