Материал: РЗА Копьев

Напряжение срабатывания второй ступени U сз2 0,5U ном, время срабатывания t 2 (5 10) сек.

Защита минимального напряжения и минимальной частоты с блокировкой по направлению мощности предусматривается, если к со-

кращению времени перерыва питания предъявляются высокие требования. Частота срабатывания минимального реле частоты выбирается из условия отстройки от наименьшего возможного в нормальном режиме значения частоты в энергосистеме, примерно (48.5 - 49) Гц. Выдержка времени защиты выбирается из условия несрабатывания при кратковременных снижениях частоты в случае к.з., t 0,5 сек. Реле направления

мощности в схеме применяется для согласования действия защит и АЧР.

5.3.5 Пример схемы защиты электродвигателя

Рис.105 Схема защиты асинхронного электродвигателямощностью до

4000 кВА

145

5.4 Защита шин

На шинах станций и подстанций могут возникнуть трехфазные и двухфазные короткие замыкания, однофазные и двухфазные замыкания на землю, обрыв фаз.

К основным причинам замыканий на шинах относятся ошибочные действия эксплуатационного персонала при операциях с разъединителями, перекрытия изоляторов при грозах, загрязнения и гололед, поломка изоляторов разъединителей и т.д.

Врезультате замыканий на шинах могут произойти:

-значительное понижение напряжения в энергосистеме, приводящее к расстройству технологического процесса на промышленных предприятиях, нарушению электроснабжения населенных пунктов, недоотпуску продукции;

-повреждения трансформаторов и генераторов;

-потеря устойчивости энергосистемы;

-возможное полное отключение электростанций, подстанций, линий электропередач.

Повреждения на шинах могут быть отключены резервными защитами соседних присоединений. Так например, при коротких замыканиях на шинах подстанции Б (Рис.106), короткое замыкание отключится защитами, установленными на подстанциях А и В.

Рис.106 Схема сетевого участка

Отключение в таких случаях произойдет с выдержкой времени, что приводит к увеличению размера повреждений и к возможности наруше-

146

ния устойчивости параллельной работы энергосистемы. Поэтому подстанции напряжением 110 кВ и более, шины генераторного напряжения оснащаются специальной защитой шин.

Для выполнения защиты шин используются дифференциальная защита, дифференциальная защита с торможением, неполная дифференциальная защита.

5.4.1 Дифференциальная защита

Принцип действия

Принцип действия дифференциальной защиты основан на сравнении токов в присоединениях. Для выполнения защиты на каждом присоединении устанавливаются трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации, их вторичные обмотки соединяются между собой параллельно и к ним подключается токовое реле.

Принципиальная схема простейшей дифференциальной защиты представлена на Рис.107.

Рис.107 Принцип действия дифференциальной защиты шин

При коротком замыкании на шинах через реле протекает суммарный ток, под действием которого оно сработает

где nтт - коэффициент трансформации трансформаторов тока; I1, I 2, I3 - токи в линиях.

При внешнем коротком замыкании (Рис.104,а) для идеальных трансформаторов тока сумма токов в реле равна нулю, и реле не работает. Для реальных трансформаторов тока через реле протекает ток небаланса, вызываемый погрешностями трансформаторов тока.

147

Ток срабатывания защиты выбирается больше тока небаланса для исключения возможности ложного срабатывания защиты:

Iсз kнI нб, ,

где kн - коэффициент надежности; Iнб - значение тока небаланса.

Для дифференциальной защиты шин ток небаланса определяется в первую очередь неодинаковой нагрузкой трансформаторов тока. Особенно большой ток небаланса может возникнуть, если трансформаторы тока поврежденного элемента при внешних коротких замыканиях работают в режиме насыщения.

Для уменьшения тока небаланса рекомендуется:

-применять трансформаторы тока с сердечниками класса Р, насыщающимися при больших кратностях тока;

-уменьшать значения вторичных токов за счет увеличения коэффициента трансформации трансформаторов тока;

-уменьшать нагрузку за счет увеличения сечения контрольного кабеля;

-использовать трансформаторы тока с вторичным номинальным током 1 А;

-для измерительного органа защиты использовать принцип торможения при внешних замыканиях.

Основными достоинствами дифференциальных токовых защит шин являются быстродействие, принципиальная простота реализации, отсутствие влияния на работу защиты токов качаний.

Одним из недостатков дифференциальной защиты является возможность ложного срабатывания при обрыве соединительных проводов. Для устранения этого недостатка ток срабатывания защиты выбирают больше тока наиболее нагруженного присоединения:

Iсз kнI раб.max ,

Вкачестве другого недостатка следует отметить возможность ошибочных действий персонала при изменениях во вторичных цепях защиты, связанных с переключениями в распределительном устройстве при переводе присоединения с одной системы шин на другую или замене линейного выключателя обходным.

Дифференциальная токовая защита шин для подстанции с одной рабочей и одной резервной системами шин

148

Подстанция нормально работает на одну систему шин. Вторая система шин находится в резерве (Рис.108).

При возникновении короткого замыкания на шинах срабатывают пусковые реле КА1 и подается питание на реле KL1 и реле KL2. Реле KL1 по-

дает команду на отключение выключателей всех присоединений, а KL2 - на отключение шиносоединительного выключателя.

Рис.108 Схема дифференциальной защиты шин с одной рабочей и одной резервной системами шин:

а) токовые цепи; б) цепи постоянного тока.

В нормальном режиме работы шиносоединительный выключатель отключен, и трансформаторы тока этого выключателя не включены в цепи дифференциальной защиты. Для подачи питания на резервную систему шин ключ управления SA переводится в положение «Включить» и промежуточное реле KL3 получает питание. Реле KL3 своим вторым кон-

тактом KL3.2 подает команду на включение выключателя, а первым контактом KL3.1 разрывает цепь выходного реле KL1. Если в режиме

опробывания на резервной системе шин происходит короткое замыкание, дифференциальная защита подаст команду на отключение только секционного выключателя, оставив все другие присоединения и рабочую систему шин в работе.

149