Требования «Правил» [1,2] к защите и автоматике воздушных и кабельных линий в сетях напряжением 3-10 кВ с изолированной нейтралью. Наряду с общими требованиями к защите (селективность, быстродействие, чувствительность и надежность) в «Правилах» [2] указаны типы и принципы выполнения защиты конкретно для воздушных и кабельных сетей напряжением 3-10 кВ, к которым относятся и сети 10 кВ агропромышленных предприятий. Для линий в этих сетях должны быть предусмотрены устройства защиты от многофазных (междуфазных) коротких замыканий и от однофазных замыканий на землю. На одиночных, линиях с двусторонним питанием выполняются направленные токовые защиты от междуфазных к. з., а при необходимости - дистанционные защиты в простейшем испол-1 нении.
Защита от однофазных замыканий на землю должна выполняться селективной (избирательной), указывающей номер поврежденной линии, но допускается устанавливал, неселективную защиту, сигнализирующую о замыкании па землю в данной электрически связанной сети 10 кВ. В последнем случае отыскание поврежденной линии производится поочередным отключением присоединений. По требованиям техники безопасности защита от однофазных замыканий должна действовать на отключение поврежденного присоединения, при этом она должна выполняться селективной.
Двухступенчатая токовая защита на реле прямого действия. В соответствии с «Правилами» [2] первая ступень защиты выполняется в виде токовой отсечки на реле типа РТМ, а вторая - в виде максимальной токовой защиты с обратно зависимой от тока характеристикой выдержки времени на реле типа РТВ. Реле РТМ и РТВ относятся к группе реле прямого действия, которые одновременно являются измерительным и исполнительным органом, непосредственно воздействующим на запирающий механизм привода выключателя [3, 7]. Принципиальные схемы двухступенчатой токовой защиты на реле прямого действия показаны на рис. 9. Раздельное включение реле токовой отсечки: 1 и 2 типа РТМ и реле максимальной токовой защиты 3-5 типа РТВ (рис. 9,6) на разные обмотки трансформаторе тока используется в тех случаях, когда при совместном включении этих реле (рис. 9,а) оказывается недопустимо большой погрешность трансформаторов тока [5]. Максимальная токовая защита выполняется трехрелейной в тех случаях, когда она должна защищать трансформаторы 10/0,4 кВ со схемой соединения обмоток треугольник.
Подробнее: 2. УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ К. 3. ЛИНИЙ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ
Рассматриваются варианты выполнения устройств релейной защиты на секционирующих выключателях (пунктах автоматического секционирования и пунктах АВР- ВС!, ВС2, ВЛ на рис. 4) линий 10 кВ, через которые допускается прохождение мощности (тока) к. з. как в прямом, так и в обратном направлениях. При выборе типов устройств релейной защиты такие линии следует рассматривать как линии с двусторонним питанием. Несмотря на то, что их одновременное питание от двух источников не допускается, линия может питаться либо с одной, либо с другой стороны (рис. 4).
Двухкомплектная максимальная токовая защита, один из комплектов которой выполнен в виде направленной максимальной токовой защиты [З]. Направленный комплект защиты должен срабатывать при междуфазных к. з. на участке линии между секционирующим и головным выключателями в аварийном режиме питания линии от резервного источника (рис. 4,6, в). Направленный комплект защиты должен работать с меньшими уставками по току и по времени, чем другой, ненаправленный. Выполнение направленного комплекта без выдержки времени недопустимо, так как при к. з. в трансформаторах 10 кВ, подклю-i ченных к линии на этом участке, надо дать небольшое вре мя для срабатывания плавких предохранителей, защищаю щих трансформаторы.
В соответствии с «Правилами» [1,2] сети 3-35 кВ относятся к сетям с изолированной или компенсирование! нейтралью, иначе говоря, к сетям с малыми токами замыкания на землю. Например, в сетях 10 кВ ток однофаз ного замыкания на землю не должен превышать 20 А. 0}, но фазные замыкания в таких сетях не требуют немедленного отключения линии и позволяют продолжать электроснабжение потребителей при этом повреждении до его отыскания и подготовки потребителей к переводу на др) гой источник питания. Но при этом «Правила» [1] обязывают оперативный персонал немедленно приступить к отысканию места повреждения и устранить его в кратчайший срок. Для быстрого определения поврежденной линии (на правления) применяются специальные устройства защиты, устанавливаемые на питающих подстанциях 110/10 к1 и 35/10 кВ и действующие, как правило, на сигнал. С действием на отключение защита от однофазных замыканий выполняется на линиях 3-10 кВ только тогда, когда это требуется по условиям техники безопасности (на линиях питающих передвижные подстанции и механизмы торфо - предприятий, шахт и т. п.).
Подробнее: 4. ЗАЩИТА И СИГНАЛИЗАЦИЯ ПРИ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ В СЕТЯХ 10 кВ
В электрических сетях 10 кВ в сельской местности основными видами автоматики являются: автоматическое повторное включение (АПВ) линий; автоматическое включение резервного питания или оборудования (АВР). Наряду с ними применяются автоматические устройства для выделения поврежденного участка секционирован. ной линии и для ограничения радиуса действия АВР ( например, ДМЗ) и автоматически» устройства для изменения настройки релейной защиты при изменении режима питания сети 10 кВ (например УПЗС, см. выше).
Автоматическое повторное включение линий. Устройствами АПВ должны оборудоваться все воздушные и смешанные (кабельно-воздушные) линии всех типов напряжением выше 1000 В для быстрого восстановления питания потребителей путем автоматического включения выключателей, отключенных устройствами релейной защита [2]. АПВ особенно важно на подстанциях без постоянно. го дежурства оперативного персонала, на пунктах секционирования и т. п. Отказ от применения АПВ должен быть в каждом отдельном случае обоснован.
Понижающие трансформаторы 10/0,4 кВ мощностью до 630 кВ-А включительно, как правило, защищаются плавкими предохранителями.
Общие сведения о предохранителях. Плавким предохранителем называется коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством расплавления специальных токоведущих частей (плавких вставок) под воздействием тока, превышающего определенное значение, с последующим гашением возникающей электрической дуги.
Принцип действия плавкого предохранителя основан на известном законе Джоуля-Ленца (1841 г.), в соответствии с которым прохождение электрического тока по проводнику сопровождается выделением теплоты, количество которой прямо пропорционально значению тока в квадрате сопротивлению проводника и времени прохождения тока. Плавкие предохранители были первыми в истории устройствами защиты электроустановок и уже около ста лет успешно применяются для защиты от к. з. таких массовых электроустановок, как трансформаторные подстанции главным образом 10/0,4 кВ и 6/0,4 кВ. Это объясняется тем, что с помощью плавких предохранителей можно выполнить более дешевую и простую в обслуживании защиту от к. з., чем с выключателями, трансформаторами тока и релейной аппаратурой.
Подробнее: 6. ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ 10/0,4 кВ ПЛАВКИМИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМИ
Типы защит трансформаторов. Для защиты трансформаторов 10/0,4 кВ мощностью более 400 кВ-А, в том числе устанавливаемых на подстанциях агропромышленных предприятий, применяются в соответствии с «Правилами» [2] следующие основные типы релейной защиты (см.рис. 33):
6-5232
токовая отсечка 1 без выдержки времени - от коротких замыканий на наружных выводах 10 кВ трансформатора и в части обмотки 10 кВ;
газовая защита 2-от всех видов повреждений внутри бака (кожуха), сопровождающихся выделением газа из трансформаторного масла, а также от понижения уровня масла; устанавливается на внутрицеховых масляных трансформаторах мощностью 630 кВ-А и более;
Подробнее: 7. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ 10/0,4 кВ И БЛОКОВ ЛИНИЯ-ТРАНСФОРМАТОР
Пример 8-1. Для однотрансформаторной подстанции ПС1 (рис. 36,а), выполненной в виде комплектной трансформаторной подстанции К.ТП, необходимо выбрать номинальные токи плавких предохранителей, установленных на стороне 10 кВ и на стороне 0,4 кВ трансформатора, и проверить, обеспечивается ли селективность этих предохранителей, а также селективность релейной защиты РЗ линии 10 кВ ВЛ2 и предохранителей 10 кВ при к. з. за трансформатором (точка КЗ).
Исходные данные. Для расчета защиты от токов к. з. должны быть известны параметры защищаемого 93
Подробнее: 8. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА И ВЫБОРА УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ ОТ К3 НА ПОДСТАНЦИЯХ 10/0,4 кВ
Закрытые трансформаторные подстанции (ЗТП) с ячейками производства ГДР предназначены для электроснабжения потребителей, расположенных в сельской местности. Номинальное рабочее напряжение ячеек 10 кВ. В случае применения я»еек на напряжение 6 кВ необходимо заменять трансформаторы напряжения.
Выпускаются следующие варианты исполнения ячеек:
ввода линий 10 кВ (с воздушным или кабельным вводом);
линии 10 кВ (отходящей);
понижающего трансформатора 10/0,4 кВ (с выключателями нагрузки и плавкими предохранителями, аналогичными ВНП);
секционного разъединителя;
разрядников;
Подробнее: ПРИЛОЖЕНИЕ 1 - ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА НА ПОДСТАНЦИЯХ 10 кВ С КРУ ПРОИЗВОДСТВА ГДР
С 1977 г. в электрических схемах, входящих в состав проектной документации и информационных материалов заводов-изготовителей, а также в некоторых книгах и журнальных статьях по релейной защите применяются новые (латинские) буквенные коды электрического оборудования электрических станций и подстанций. Ниже приведены некоторые из них, встречающиеся на схемах релейной защиты и автоматики
сетей и подстанций 10 кВ:
А _ комплектные устройства и блоки (панели, пульты, шкафы, ящики), например: АК - комплект защиты [КЗ): AKS - устройство автоматического повторного включения (АПВ);
В - преобразователи, например: BVA - счетчик реактивный;
BW — счетчик активный;
Подробнее: ПРИЛОЖЕНИЕ 2 - БУКВЕННЫЕ КОДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПОДСТАНЦИЙ
1. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей.—Изд. 13-е, перераб. и доп.—М.: Энергия. 1977.—288 с.
2. Правила устройства электроустановок/Минэнерго СвСР. — 6-е изд.. перераб. и лоп —М.: Энергоатомизлат, 1985.—640 Г.
3. Фелогрев А. М. Релейная защита электрических систем..—М: Энергия. 1976.—560 с.
4. Стасенко Р Ф.. Фрщенко П. П. Автоматизация сельских электрических сетей —Киев: Техника. 1982.—128 с.
5. Шабад М. А. Расчеты релейной зашиты и автоматики распределительных сетей.—Л.: Эпергоатомиздат, 1985.—296 с.
Рассмотрены современные схемы внешнего электроснабжения по линиям 10 кВ агропромышленных комплексов. Описаны устройства защиты от к. з. и автоматики переключений (АПВ, АВР и др. ), дан их сравнительный анализ и определены области применения. Приведены примеры расчета и выбора устройств защиты от к. з. и автоматики переключений на подстанциях 10/0,4 кВ агропромышленных предприятий.