Назначение устройств релейной защиты и предъявляемые к ним требования, страница 39

Увеличение напряжений на неповрежденных фазах до линейного увеличивает  вероятность пробоя их изоляции с последующим переходом в многофазное КЗ. В связи с этим должны приниматься меры для быстрого выявления и ликвидации однофазных замыканий. Для этой цели наряду с устройствами контроля изоляции на подстанциях применяются специальные защитные устройства, обычно действующие на сигнал. Часто считается достаточным определение направления (цепочки линий), на котором произошло К⁽¹⁾_з. Поврежденный участок может определяться  путем поочередного отключения линий.

К  защите от замыканий на землю предъявляются следующие требования:

защита  должна реагировать не только на устойчивые замыкания, но и на замыкания через перемежающуюся дугу; защита должна реагировать на кратковременные пробои изоляции, составляющие около 70% от всех случаев замыканий на землю;

защита должна обладать непрерывностью действия, то есть должна повторно срабатывать при возврате в начальное положение персоналом.

Напряжение нулевой последовательности, практически одинаковое во всей сети, не может быть использовано для выявления места повреждения. Селективная защита от К⁽¹⁾_з  может быть выполнена при использовании тока (3I⁽¹⁾_0к) или мощности (S⁽¹⁾_0к) нулевой последовательности, распределение которых по элементам сети зависит, в частности, от наличия ДГР (применяется при значениях 3I⁽¹⁾_0к в месте повреждения, превышающих 20, 15 и 10 А при номинальных напряжениях сети 6, 10 и 35 кВ соответственно). ДГР в основном применяются в кабельных сетях, где значения 3I⁽¹⁾_0к » 1,3 - 1,8 А/км.

В сетях 3 - 10 кВ для защиты от К⁽¹⁾_з применяется защита, реагирующая на установившийся емкостный ток нулевой последовательности в месте ее подключения (рис. 5-16,а ). Для отстройки от внешних замыканий (К⁽¹⁾_з2)

I_сз³  3I⁽¹⁾_C0к;    3I⁽¹⁾_Сок  =  3 w C_0л U_ф,                  (5-14)     

где к_отс > 2 - коэффициент, учитывающий броски емкостного тока;

С_ол - емкость защищаемой линии, мкф.

Введение выдержки времени в несколько секунд не позволяет принимать меньшие значения к_отс, так как при этом появляется опасность срабатывания защиты при повторных бросках (перемежающиеся замыкания) и фиксировать кратковременные замыкания. 

Рис. 5-16

В защите от К⁽¹⁾_з может использоваться как трехтрансформаторный ФТНП (на воздушных ЛЭП), так и специальный однотрансформаторный фильтр тока нулевой последовательности (для кабельных линий). Для однотрансформаторных ФТНП завод - изготовитель дает минимально возможное значение тока срабатывания (I_{сз мин}), зависящее, в частности, от типа реле. К однотрансформаторному ФТНП, работающему в условиях отдачи максимальной мощности в реле со специально подобранными параметрами, в отличие от обычных ТТ не предъявляется требование точной работы (рис. 5-16,б).        

Коэффициент чувствительности защиты определяется при замыкании на защищаемом участке сети (К⁽¹⁾_з1)

к_ч = 3 w С_0å  U_ф / I_сз = С_0å / (к_отс С_0л) ³ (1,25 - 1,5),                 (5-15)

где С_оå - суммарная емкость всей остальной сети (кроме защищаемого участка).

При наличии ДГР величину сопротивления последнего (w L) выбирают из условия полной компенсации (1/ w L = 3 wC_0э, где С_оэ=Сол+С_å) или небольшой перекомпенсации. 

Установившееся значение тока  при этом  3I⁽¹⁾_0к  =  (1/w L - 3 w C_0å) U_ф » 0. Величина указанного тока может оказаться недостаточной для срабатывания защиты. В этом случае применяются УРЗ, реагирующие, например, на переходные емкостные токи (индуктивный ток в ДГР нарастает медленно и не влияет на работу защиты). 

Защита от замыканий на землю синхронных генераторов

Принцип выполнения защиты от замыканий на землю зависит от схемы подключения генератора.  В случае, если СГ подключен к сборным шинам генераторного напряжения, для осуществления защиты, как и на линиях, может быть использован емкостный ток нулевой последовательности. При замыкании в обмотке статора (К⁽¹⁾_з1) через выводы СГ протекает ток 3I_0Сå  (рис. 5-17,а), при внешнем замыкании (К⁽¹⁾_з2) - 3I_0СГ (рис. 5-17,б). Обычно С_0å > С_0Г  и поэтому 3I_0å > 3I_0Г. Селективность защиты обеспечивается, если I_сз > 3I_0СГ. При повреждении СГ защита должна срабатывать от тока 3I_0Сå.