NUS-skydd är en förkortning för nollpunktsspänningsskydd, ett reläskydd som detekterar jordfel i impedansjordade nät genom att övervaka spänningen i transformatorns nollpunkt. I ett friskt nät ligger nollpunkten nära jordpotential. Uppstår ett jordfel någonstans i nätet förskjuts nollpunktens potential, och det är just den förskjutningen skyddet mäter och reagerar på.
I svenska mellanspänningsnät är NUS-skyddet ett av de viktigaste skydden i fördelningsstationen. Det fungerar som huvudskydd för jordfel på samlingsskenan och krafttransformatorns sekundärsida, och samtidigt som reservskydd för de utgående ledningarnas jordfelsskydd. Löser inget annat skydd ut vid ett jordfel är det NUS-skyddet som till slut kopplar bort felet.
Därför uppstår nollpunktsspänning vid jordfel
Svenska distributionsnät är normalt impedansjordade. Transformatorns nollpunkt kopplas till jord via ett nollpunktsmotstånd, ofta i kombination med en nollpunktsreaktor som kompenserar nätets kapacitiva jordfelsström.
Så länge nätet är symmetriskt tar de tre fasernas kapacitiva strömmar ut varandra och nollpunktsspänningen är i praktiken noll. Vid en jordslutning bryts symmetrin. Den felbehäftade fasens potential dras mot jord, nollpunkten förskjuts och en nollpunktsspänning uppstår. Spänningens storlek beror på felresistansen: ett stumt jordfel ger full nollpunktsspänning, medan ett högresistivt fel, till exempel en trädgren mot en friledning, ger en lägre men fortfarande mätbar spänning.
Nollpunktsspänningen är i stort sett densamma i hela det galvaniskt sammanhängande nätet. Det gör den till en pålitlig indikator på att ett jordfel finns någonstans i nätet, oavsett var felet sitter.
Så fungerar skyddet i praktiken
NUS-skyddet mäter nollpunktsspänningen antingen via en enpolig spänningstransformator ansluten över nollpunktsutrustningen, eller via tre fasspänningstransformatorer med sekundärlindningarna i öppen deltakoppling. I den öppna deltan summeras fasspänningarna, och summan motsvarar nollföljdsspänningen.
Skyddet ställs in med ett spänningsvillkor och en tidsfördröjning. Överstiger nollpunktsspänningen inställt värde under längre tid än fördröjningen ger skyddet utlösningsorder till brytaren. Eftersom skyddet är oriktat kan det inte avgöra på vilken ledning felet sitter. Därför tidsgraderas det mot de riktade jordfelsskydden på de utgående facken: ledningsskydden får först chansen att koppla bort den felbehäftade ledningen selektivt, och först om det inte sker löser NUS-skyddet ut och kopplar bort hela stationen eller transformatorn.
Just okänsligheten för felets riktning är samtidigt skyddets styrka. Det detekterar även högresistiva jordfel och fel som de riktade skydden av någon anledning missar, till exempel vid dubbla jordfel eller när ett riktat skydd är ur funktion.
NUS-skydd vid solceller och annan produktion på högspänningsnätet
Kravet på NUS-skydd har fått ny aktualitet i takt med att allt fler anläggningar matar in el på nätet. När ett företag med högspänningsabonnemang installerar en solcellsanläggning blir det elproducent, och med det följer ett ansvar för att anläggningen inte håller nätet spänningssatt vid fel.
De flesta elnätsbolag kräver därför att ett NUS-skydd installeras innan en produktionsanläggning får kopplas in på högspänningsnätet. Skyddet ska vara inställt så att det löser ut före nätägarens egna skydd. Innan idrifttagning provas skyddet mot ett fingerat jordfel, dokumentationen skickas till nätägaren och först efter godkännande får anläggningen börja mata ut på nätet.
Vanliga frågor om NUS-skydd
Vad står NUS för? NUS är den vedertagna beteckningen för nollpunktsspänningsskydd. Beteckningen används i svenska ställverk och relälistor, internationellt motsvaras funktionen av ANSI-kod 59N.
Är NUS-skyddet riktat eller oriktat? Oriktat. Skyddet ser att ett jordfel finns i nätet men inte var. Selektiviteten löses i stället genom tidsgradering mot de riktade jordfelsskydden på utgående ledningar.
Däremot används nollpunktsspänningen av de riktade jordfelsskydden för att bestämma jordfelets riktning.
Vilka objekt skyddar NUS-skyddet? Primärt samlingsskenan och krafttransformatorns sekundärsida i fördelningsstationen. Det fungerar dessutom som reservskydd för hela det anslutna nätet om ledningsskydden inte löser ut.
Krävs NUS-skydd för vår solcellsanläggning? Om anläggningen ansluts via ett högspänningsabonnemang är svaret nästan alltid ja. Kontrollera kraven hos er nätägare, de anger vilka inställningar och prov som gäller för just er anslutningspunkt.
Behöver ni hjälp med NUS-skydd?
Injab levererar reläskydd för låg- och mellanspänning, däribland NUS-skydd, samt nollpunktsmotstånd och spänningstransformatorer för nollpunktsmätning. Med eget lager i Stockholm kan vi leverera snabbt, och vi hjälper gärna till med teknisk rådgivning kring val av skydd och inställningar för er anläggning. Kontakta oss så tittar vi på ert projekt.
