5. Двухступенчатая неполная дифференциальная защита

На электростанциях и подстанциях с реактированными линиями на шинах 6—10 кВ применяются специальные защиты шин, обеспечивающие быстрое отключение коротких замыканий, возникающих на шинах.  Наиболее просто защита шин осуществляется с помощью неполной дифференциальной защиты, выполненной токовыми реле, включенными на сумму токов всех источников питания. Защита обычно выполняется в двухфазном исполнении, так как применяется для защиты шин 6—10 кВ, работающих с изолированной нейтралью.

Неполная дифференциальная защита шин обычно выполняется двухступенчатой: первая ступень — токовая отсечка, предназначенная для действия при коротких замыканиях на шинах; вторая ступень — максимальная токовая защита, предназначенная резервировать защиты отходящих линий при коротких замыканиях за реакторами.

При коротких замыканиях на соседней секции, в генераторе или трансформаторе защита в действие не приходит, так как в реле при этом будет попадать только ток нагрузки, а ток короткого замыкания будет балансироваться и в реле не попадет.

Первая ступень защиты шин действует без выдержки времени на отключение всех источников питания, за исключением генераторов, отключение которых будет осуществлено их токовыми защитами. Вторая ступень защиты действует с выдержкой времени, отстроенной от максимальной выдержки времени защит отходящих линий, па отключение трансформаторов, секционных выключателей. Обычно на второй ступени защиты предусматривается также и вторая выдержка времени, с которой она действует на отключение генераторов, подключенных к поврежденной секции шин, если после отключения трансформаторов, секционных выключателей короткое замыкание не устранилось. В случае, если первая ступень неполной дифференциальной защиты шин не обеспечивает необходимой чувствительности при к. з. на шинах, может применяться неполная дифференциальная дистанционная защита шин.

Алгоритм двухступенчатой неполной дифференциальной защиты

Фi1

Ip

Iс.р.

Ip>Iс.р.

да

нет

Фi2

Ip, t

Iс.р, Iв.р,tc.p

Ip>Iс.р.

Отключение выключателя

Обнуление ОВ

Ip<Iв.р.

Сброс и остановка ОВ

Пуск ОВ

t>tс.р.

да

да

да

нет

нет

нет

От ТА

6. Максимальная токовая защита с пуском по напряжению

Для повышения чувстительноси максимально токовой защиты МТЗ дополняется измерительным органом (блокировкой) напряжения (ОН), который, разрешая релейной защите РЗ действовать при коротком замыкании КЗ, запрещает ей срабатывать (блокирует) в режиме максимальной нагрузки и при самозапуске электродвигателей. 

Структурная схема МТЗ с пуском по напряжению.  

И змерительный орган напряжения (ИОН) выполняется с помощью реле минимального напряжения KV и действует совместно с реле КА измерительного органа тока (ИОТ) по логической схеме И на пуск реле времени. 

В

Рис. 7. Функциональная схема МТЗ с пуском по напряжению.

о время КЗ, когда возрастает ток и уменьшается напряжение, срабатывают оба измерительных органа ИОН и ИОТ и с заданной выдержкой времени МТЗ действует на отключение. Если же в результате перегрузки защищаемого элемента токовые реле КА приходят в действие, ИОН блокирует РЗ, так как реле напряжения не действуют. Недействие ИОН при перегрузке обеспечивается выбором уставки срабатывания реле KV такой, чтобы оно не срабатывало при минимальном рабочем напряжении UPmin. Благодаря этому ток срабатывания КА отстраивается не от IH max , а от тока нагрузки нормального режима IP нор: 

 

Ниже представлена схема МТЗ с пуском от реле минимального напряжения: 

а – оперативные цепи; 

б – цепи переменного напряжения 

Пусковой орган по напряжению в схеме выполнен с тремя реле, включенными на междуфазные напряжения. Такая схема обеспечивает надежное срабатывание ИОН при любом виде междуфазных КЗ, поскольку при этом значительно снижается хотя бы одно из междуфазных КЗ, поскольку при этом значительно снижается хотя бы одно из междуфазных напряжений. 

Поскольку в случае обрыва цепи напряжения одно и реле KV сработает и МТЗ может подействовать ложно, если токовые реле КА придут в действие от тока перегрузки, в схеме РЗ предусмотрена сигнализация при замыкании контактов реле KL. 

Уставка срабатывания ИОН определяется по выражению:   

Так что бы обеспечить восстановление нормального положения реле напряжения (например, рамыкание контактов реле минимального напряжения) при восстановлении минимального рабочего напряжения в сети после отключения внешнего КЗ. 

Напряжение срабатывания реле напряжения при этом будет равно:   

Где КВ=1,1 – 1,25; Котс=1,1 – 1,2; Up min – остаточное напряжение при самозапуске электродвигателей, КU – коэффициент трансформации трансформатора напряжения (ТН). 

Чувствительность ИОН при КЗ определяется коэффициентом  Кч=Uс.з./Uкмак 

Где Uк мак – максимальное значение остаточного напряжения при К.З в конце второго(резервируемого) участка МТЗ при этом допустимо Кч 1,2 

Т аким образом действие реле КV при трех фазном коротком замыкании определяется не Uс.р., а Uвоз., котрое на 10-15% больше напряжения срабатывания, что и обеспечивает большую чувствительность данного типа ИОН при трехфазных КЗ