Теоретические сведения

Трёхсистемная схема предусматривает сравнение токов ветвей отдельно для каждой фазы. Каждое реле включается на разность токов параллельных ветвей фазы , и соответственно.

Односистемная выполняется с помощью одного дифференциального реле, сравнивающего сумму токов параллельных ветвей трёх фаз с такой же сумой токов другой группы параллельных ветвей .

Односистемная схема получила преимущественное распространение в Украине.

При такой схеме три параллельных ветви фаз статора , и и три параллельных ветви тех же фаз (рис.2) соединяются раздельно в две звезды с двумя выведенными наружу нейтралями и . Эти нейтрали соединяются друг с другом нулевым проводом . В цепи нулевого провода устанавливается трансформатор тока . К его вторичной обмотке через фильтр подключается токовое реле . Фильтр пропускает ток основной частоты 50 Гц и запирает ток высших гармоник, в том числе третей гармоники.

Из схемы видно, что ток в нулевом проводе , питающий реле , равен разности токов нулевой последовательности звезды двух групп параллельных ветвей и :

,

где и – ток нулевой последовательности параллельных ветвей и .

В нормальном режиме геометрическая сума токов фаз каждой звезды равна нулю, т.е.

и .

При трехфазных и двухфазных внешних к.з. сума токов к.з в каждой звезде также равна нулю. Токи нагрузки, проходящие при этих повреждениях в ветвях статора, балансируются, так как нейтраль нагрузки не связана нейтралью генераторов и токи нулевой последовательности в нагрузке и генераторе отсутствуют.

Таким образом, в обоих случаях ток в нулевом проводе равен нулю и реле не работает. В действительности ток . В следствии некоторого искажения формы кривой фазных э.д.с. генератора в каждой группе параллельных ветвей возникают гармонические токи, в особенности токи третей гармоники и . Эти токи совпадают по фазе и суммируются в нулевом проводе , образуя результирующий ток: