2 Релейний захист

Згідно з [2, п.3.2.51] на трансформаторах передбачені пристрої релейного захисту від наступних видів ушкоджень і ненормальних режимів роботи:

• багатофазних КЗ в обмотках і на виводах;

• однофазних коротких замикань на землю в обмотках і на виводах, приєднаних до мережі з глухозаземленою нейтраллю;

• виткових замикань в обмотках;

• струмів в обмотках, обумовлених зовнішнім КЗ;

• струмів в обмотках, обумовлених перевантаженням;

• зниження рівня олії;

• однофазних замикань на землю на стороні 6 кВ.

Згідно з [2, п.3.2.54] для захисту від ушкоджень на виводах, а також від внутрішніх ушкоджень для трансформаторів передбачений подовжній диференціальний токовий захист без витримки часу.

Згідно з [2, п.3.2.53] для захисту трансформаторів від ушкоджень усередині кожуха і від зниження рівня олії передбачений газовий захист, що реагує на утворення газів, що супроводжують ушкодження усередині кожуха трансформатора, у відсіку перемикача відпайок пристрою РПН.

Згідно з [2, п.3.2.59] для захисту від струмів в обмотках, обумовлених зовнішніми багатофазними КЗ передбачений максимальний струмовий захист із комбінованим пуском напруги чи без нього.

Згідно [2, п.3.2.69] від струмів, обумовлених перевантаженням в залежності від імовірності і значення можливого перевантаження передбачені максимальний струмовий захист із дією на сигнал, а на підстанціях, що не обслуговуються, на розвантаження і відключення.

Захист лінії 35 кВ виконується від замикання на землю.

Більшість ушкоджень повітряних ЛЕП при швидкому відключенні лінії самоусуваються. Для повторного включення ЛЕП установлений пристрій дворазового трифазного АПВ на всіх ЛЕП. Пристрій АПВ має мінімальний час спрацьовування, щоб скоротити тривалість перерви живлення споживачів. Час спрацьовування АПВ 0,5 с. Для АПВ дворазової дії час повернення в стан готовності після другого циклу рівний 20 с.

На секційному вимикачі шин ПС 6-10 кВ установлено пристрій АВР для відновлення електропостачання споживачів, що втратили живлення на одній із секцій шин у результаті ушкодження чи мимовільного відключення трансформатора. АВР виконане однократної дії для запобігання багаторазового включення трансформатора і його споживачів на КЗ чи інші види ушкоджень. На вимикачах, що включаються пристроєм АВР, установлено пристрій контролю за справністю ланцюгів включення.

Для відключення частини електроспоживачів при виникненні в живильній енергосистемі дефіциту активної потужності, що супроводжується зниженням частоти, на ДЖ установлено пристрій АЧР. Відключення споживачів здійснюється відповідно до черг, встановленими в енергосистемі. Пристрій АЧР виконан діючим з єдиної для всіх її черг уставкой спрацьовування по частоті (49 Гц), але з різними витримками часу.

При експлуатації енергетичного устаткування й електричних мереж неминучі їхні ушкодження й не нормальні режими. Найнебезпечнішими є короткі замикання, ушкодження ізоляції й перевантаження.

Короткі замикання виникають через пробій або перекриття ізоляції, обривів проводів, помилкових дій персоналу (включення під напругу заземленого устаткування, відключення роз'єднувачів під навантаженням) і інших причин.

У більшості випадків у місці КЗ виникає електрична дуга, термічна дія якої приводить до руйнувань струмоведучих частин, ізоляторів й електричних апаратів. При КЗ до місця ушкодження підходять більші струми (струми КЗ), вимірювані тисячами амперів, які перегрівають неушкоджені струмоведучі частини й можуть викликати додаткові ушкодження, тобто розвиток аварії. Одночасно в мережі, електрично пов'язаної з місцем ушкодження, відбувається глибоке зниження напруги, що може привести до зупинки електродвигунів і порушенню паралельної роботи генераторів.

У більшості випадків розвиток аварій може бути відвернено швидким відключенням ушкодженої ділянки електричної установки або мережі за допомогою спеціальних автоматичних пристроїв, що діють на відключення вимикачів, і які отримали назву релейний захист.

При відключенні вимикачів ушкодженого елемента гасне електрична дуга в місці КЗ, припиняється проходження струму КЗ і відновлюється нормальна напруга на неушкодженій частині електричної установки або мережі. Завдяки цьому мінімізуються, або навіть зовсім запобігають ушкодження встаткування, на якому виникло КЗ, а також відновлюється нормальна робота неушкодженого встаткування.

Таким чином, основним призначенням релейного захисту є виявлення місця виникнення КЗ і швидке автоматичне відключення вимикачів ушкодженого встаткування або ділянки мережі від іншої неушкодженої частини електричної установки або мережі.

Крім ушкоджень електричного встаткування можуть виникати такі порушення нормальних режимів роботи, як перевантаження, замикання на землю однієї фази в мережі з ізольованої нейтраллю, виділення газу в результаті розкладання масла в трансформаторі, або зниження рівня масла в його розширнику й ін.

У зазначених випадках немає необхідності негайного відключення встаткування, тому що ці явища не представляють безпосередньої небезпеки для встаткування й можуть самоусунутися. Тому при порушенні нормального режиму роботи на підстанціях з постійним обслуговуючим персоналом, як правило, досить дати попереджувальний сигнал персоналу підстанції. На підстанціях без постійного обслуговуючого персоналу й в окремих випадках на підстанціях з постійним обслуговуючим персоналом виробляється відключення встаткування, але обов'язково з витримкою часу.

Таким чином, другим призначенням релейного захисту є виявлення порушень нормальних режимів роботи встаткування, які можуть привести до аварії, і подача попереджувальних сигналів обслуговуючому персоналу, або відключення встаткування з витримкою часу.

Згідно вимогою ПТЕ, силове встаткування електростанцій, підстанцій й електричних мереж повинне бути захищене від коротких замикань і порушень нормальних режимів роботи пристроями релейного захисту й автоматики. Пристрою РЗА повинні бути постійно включені, крім пристроїв, які повинні виводитися з роботи відповідно до призначення й принципом дії, режимом роботи енергосистеми й умовами селективності. Пристрою аварійної й попереджувальної сигналізації повинні бути завжди готові до дії.

Під пристроєм релейного захисту мається на увазі сукупність реле, приладів і допоміжних елементів, які при виникненні ушкоджень і ненормальних режимів роботи встаткування повинні діяти на його відключення або на сигнал.