Защита и автоматика шин и токопроводов

Защита и автоматика шин. Короткие замыкания на шинах в системе электроснабжения могут возникать из-за загрязнения или повреждения шинных изоляторов, втулок выключателей и из­мерительных трансформаторов тока, а также при ошибочных действнях персонала с шинными разъединителями. Повреждения на шинах маловероятны. Однако, учитывая весьма тяжелые послед­ствия, к которым эти повреждения могут привести, необходимо иметь защиту, действующую при повреждении шин.

Устройства защиты, должны быстро и правильно отключать все короткие замыкания на шинах. Для этого принципиально можно использовать защиты с относительной селективностью питающих элементов, присоединенных к шинам. Однако эти защиты обычно имеют большие выдержки времени и не всегда действуют селективно. Например, когда короткие замыкания на шинах приемной подстанции, получающей питание по линии с ответвлениями, от­ключаются защитой линии, установленной на питающей подстан­ции, ответвления теряют питание. Поэтому в тех случаях, когда защита питающих элементов не обеспе­чивает необходимых быстродействия и селективности, предусматриваются спе­циальные защиты шин: токовые, токовые направленные, дистанционные и диффе­ренциальные [II]. Наиболее часто ис­пользуются дифференциальные защиты (рис. 15.6). Они являются обязательны­ми для шин напряжением 110 кВ и вы­ше, но применяются и для шин 35 кВ от­ветственных понизительных подстанций. Для шин напряжением 6 - 20 кВ защита выполняется по упрощенным схемам.

Дифференциальная защита шин обладает некоторыми особен­ностями. Используемые в ней трансформаторы тока ТА должны иметь одинаковые коэффициенты трансформации (независимо от мощности присоединения), число трансформаторов тока относи­тельно велико и вероятность обрыва их вторичных цепей повыше­на. Поэтому ток срабатывания защиты выбирается, как и для продольной дифференциальной защиты генераторов относительно небольшой мощности, по условию отстройки от обрыва проводов (см. § 12.3). При определении тока небаланса расчетным является короткое замыкание за трансформатором тока в присоединении без источника питания. Для повышения чувствительности в схеме за­щиты шин используют реле типа РНТ.

Особенности выполнения дифференциальных защит шин определяются схемой первичных соединений и условиями ее работы Например, двойная система шин имеет защиту в виде одного ком­плекта, если одна из систем шин рабочая, а другая - обходная. Если обе системы шин работают с фиксированным распределением присоединений, то защита выполняется в виде трех комплектов, два из которых раздельно защищают первую и вторую системы Шин при обычном распределении присоединений, а третий предотвращает неправильную работу первых двух комплектов при внешних коротких замыканиях в случаях вынужденного наруше­ния фиксации. Дифференциальные защиты шин напряжением 6 –

ток резко уменьшается. Возникший режим короткого замыкания трансформатора уст­раняется токовой защитой А установки, от­ключающей выключатель Q. Применяемый в такой защите короткозамыкатель имеет время срабатывания t _c=0,0013÷0,0015 с и допускает прохождение тока до I _к=70 кА в течение времени отключения выключа­теля.

Устройства автоматики. Для повышения надежности электроснабжения потребите­лей постоянного тока используются устрой­ства АПВ и АВР. На одноагрегатных вы­прямительных установках находит примене­ние общее АПВ всего агрегата или АПВ анодных автоматов. В установках с чис­лом агрегатов более одного вместо агрегат­ных АПВ применяется одно общее устрой­ство АВР.

При питании выпрямительной установки от двух источников (линий напряжением не более 10 кВ или трансформаторов 110/10 кВ) в распределительном устройстве переменного тока применяется двойная или одиночная секционированная система шин, а выпрямительные агрегаты разбиваются на две группы, подключаемые к разным ши­нам. В этом случае можно выполнить уст­ройство АВР, действующее на включение шиносоединительного (или секционного) выключателя при отключении одного из источников переменного тока. Однако эффективность действия этого устройст­ва АВР снижается, если на стороне постоянного тока все агрегаты работают на общую нагрузку. Действительно, при отключении од­ного из источников питания нагрузка выпрямительных агрегатов, питаемых от второго источника, возрастает и они могут быть от­ключены защитой до момента действия АВР. Включение шино­соединительного (секционного) выключателя не приводит к вос­становлению нормального питания, а вызывает лишь отключение второй половины агрегатов. Следовательно, рассматриваемое уст­ройство АВР повышает надежность электроснабжения лишь в слу­чаях, когда агрегаты способны нести аварийную перегрузку в те­чение времени срабатывания устройства АВР.