21.2. Захист головної знижувальної підстанції промислового підприємства

21.2.1. Вказівки до виконання релейного захисту елементів схеми електричної підстанції

Основними елементами підстанції, що підлягають захисту, є силові трансформатори та збірні шини. (Пристрої релейного захисту ліній передачі, що відходять від шин підстанцій, розглядатимуться далі). Наперед приймають, що на лініях без реакторів, які відходять від шин живильних підстанцій, передбачувані максимальний струмовий захист з витримкою часу та пристрій автоматичного повторного вмикання (АІПВ). Струмова відсічка звичайно установлюється при витримці часу максимального захисту понад 0,6 с.

Знижувальний трансформатор повинен мати максимальний струмовий захист від надструмів, узгоджений за струмом і часом з наступними елементами схеми. При наявності секційного вимикача на шинах нижчої напруги доцільно мати в цьому захисті дві витримки часу: з першої, меншої, вимикається секційний вимикач, а з другої, більшої, вимикається трансформатор з обох боків. Максимальний струмовий захист треба перевірити на його спроможність до резервування. Якщо його чутливість не задовольняє нормативи, треба з’ясувати можливість його доповнення блокуванням за номінальною напругою. Реле напруги підключають звичайно до трансформаторів напруги, що встановлені на живлячій стороні трансформатора. Пристрій автоматичного вводу резерва (АВР) у разі вимкнення вимикача зі сторони найнижчої напруги трансформатора вмикає секційний вимикач. При вмиканні секційного вимикача на коротке замикання, що не усунене, передбачається прискорення дії максимального захисту секційного вимикача.

Окрім максимального струмового захисту під надструмів силовий трансформатор залежно від потужності повинен мати газовий захист і струмову відсічку, або диференціальний захист, що забезпечує його вимикання при пошкодженні на стороні вищої напруги [2]. Диференціальний захист зі швидконасичуваними трансформаторами у силових трансформаторів невеликої потужності треба застосовувати після визначення неспроможності за чутливістю встановити диференціальну відсічку.

Якщо на підстанції передбачене чергування персоналу чи передача попереджувальних і аварійних сигналів на який-небудь черговий пункт, то установлюють, захист трансформатора від перевантаження, яке діє на сигнал з витримкою часу більшою за витримку часу інших захистів на об’єкті, як правило, 8...10 с.

При наявності на підстанції одного трансформатора чи двох, які працюють паралельно, рекомендується застосовувати пристрій АПВ, який діє на вмикання трансформатора при роботі максимального струмового захисту з витримкою часу. При роботі захисту від внутрішніх пошкоджень трансформатора (газової диференціальної, струмової відсічки) пристрій АПВ звичайно не діє).

Релейний захист знижувального трансформатора, що приєднаний від лінії електропередачі, виконується з урахуванням наявності вимикача на стороні вищої напруги. У разі відсутності вимикача при пошкодженні трансформатора релейний захист вмикає короткозамикач, в результаті чого починає діяти захист на живлячому кінці лінії. Після вимкнення лінії та припинення проходження струму через короткозамикач трансформатор автоматично відокремлюється віддільником. На живлячому кінці високовольтної лінії працює пристрій АПВ і відновлюється живлення решти підстанцій. Таким чином, АПВ працює з витримкою часу, що перевищує час дії короткозамикача та віддільника. Максимальний струмовий захист трансформатора діє з двома витримками часу: з меншою – вимикає вимикач на стороні найнижчої напруги з наступним АПВ, а з більшою – вмикає короткозамикач.

Якщо знижувальний трансформатор живиться за схемою блока лінія – трансформатор і у нього немає трансформаторів струму на стороні найвищої напруги, то установлюють максимальний струмовий захист від надструмів на стороні найнижчої напруги, який діє як було описано, і газовий захист з дією на короткозамикач. У цьому разі основний і резервний захист трансформатора від міжфазних коротких замикань є захистом, установленим на живлячому кінці лінії. Миттєвий струмовий захист (відсічка) відстроюється від найбільшого значення струму при короткому замиканні на виводах найнижчої напруги трансформатора і тоді в зону захисту струмової відсічки входить уся лінія передачі.

У розглядуваних схемах підстанцій спеціальний захист шин, як правило, не установлюють, бо короткі замикання можна селективно вимикати максимальним захистом трансформатора зі швидкістю, достатньою для забезпечення надійної роботи відповідальних за технологією виробництва приймачів. Успішне у більшості випадків АПВ ліній і трансформаторів відновлює нормальну схему електропостачання споживачів. На шинах основних підстанцій обов’язково установлюють релейний пристрій контролю ізоляції.

Далі даються рекомендації для розрахунку максимального струмового захисту від надструмів, струмової відсічки та диференціального струмового захисту трансформаторів.