7.9. Вибір захистів ліній електропересилання

Правила влаштування електроустаткування регламентують використання певних типів захистів для ЛЕП. Захисти від надструмів повинні забезпечувати надійне функціювання енергосистеми, вимикати якомога швидше пошкодження на ЛЕП та ще й до того селективно.

Для забезпечення надійної роботи захистів використовують два комплек­ти: основний та резервний, причому резервний комплект намагаються використати з іншим принципом дії. Для захистів ЛЕП у системах з ефективно заземленою нейтраллю в енергосистемах України виконують окремо захисти від міжфазних коротких замикань та від коротких замикань на землю. За кордоном та й в Україні сучасні мікропроцесорні захисти виконуть комплексно функції захистів як від міжфазних, так і від однофазних к.з.

Залежно від призначення ЛЕП, схеми мережі (радіальні, кільцеві, з двостороннім живленням) ПВЕ рекомендують відповідні захисти з метою забезпечення ефективної дії та економічності.

Як правило на кожній лінії електропересилання встановлюють не менше одного основного та резервного захисту. Інколи встановлюють ще додатковий захист.

Основний захист – це захист, який діє у випадку всіх можливих пошкоджень на даній ЛЕП і який має мінімальну витримку часу.

Резервний захист – це захист, який здійснює резервування основного захисту даної лінії (ближнє резервування) або резервує дію захистів суміжного елемента (дальнє резервування).

Додатковий захист – це захист, який повністю або частково дублює основний захист. Цей захист виконується, як правило, за іншим принципом, ніж основний, і він є простіший. Так, на ЛЕП напругою 35 кВ та вище згідно з ПВЕ поряд з основним захистом, наприклад дистанційним, передбачено додатковий захист – струмова відсічка.

Варто зауважити, що встановлення надлишкових захистів не сприяє підвищенню надійності роботи енергосистеми. Навпаки, збільшується імовір­ність несправностей у системах захисту, що може зумовлювати хибні вимкнення ЛЕП і розвиток аварії в енергосистемі.

За вимогами до захистів мережі поділяють на три групи:

– ЛЕП 3–35 кВ мереж з ізольованою нейтраллю – мережі розподільчі, що безпосередньо видають енергію споживачам. Короткі замикання в таких мережах, як правило, не є небезпечні для стійкої роботи енергосистеми, їх вимкнення допускають з порівняно великою витримкою часу (кілька секунд).

– ЛЕП 110–220 кВ мереж з ефективно заземленою нейтраллю – мережі транспорту енергії від електричних станцій та підстанцій до потужних спо­живачів чи районних підстанцій. Короткі замикання в таких мережах повинні вимикатись з мінімально можливою витримкою часу.

– ЛЕП 330 кВ та вищої напруги, що є, як правило, системоутворюючими (міжсистемні зв'язки). Пошкодження на таких лініях вимагають дуже швидкого вимкнення захистом, щоби не допустити великих збурень у системі, тому що це може призвести до порушень стійкості паралельної роботи частин енергосистем чи електричних станцій.

Розглянемо, які захисти рекомендується встановлювати на лініях.

Захисти ЛЕП напругою 3–35 кВ з ізольованою нейтраллю.

Захисти ЛЕП мереж з ізольованою нейтраллю виготовляють, як правило, в двофазовому виконанні (трансформатори струму встановлюють в фазах А та С). За кордоном та в Україні сучасні мікропроцесорні захисти виготовляють у трифазному виконанні. Розрізняють захисти від міжфазних коротких замикань та від однофазних замикань на землю. З погляду організації мережі розрізня­ють одиничні лінії та нереактовані ЛЕП, що відходять від шин електричних станцій. Додатково ці лінії можуть бути з одностроннім або двостороннім живленням.

Для захистів ЛЕП напругою 3–35 кВ з ізольованою нейтраллю викорис­товують такі захисти:

– струмові відсічки – 1;

– струмові захисти з залежною чи незалежною витримкою часу –2;

– максимальні струмові захисти – 3;

– скеровані струмові відсічки – 4;

– скеровані максимальні струмові захисти – 5;

Рис. 7.80. Схема вибору захистів ЛЕП 3-35 кВ

– струмові захисти з блокуванням за напругою – 6;

– дистанційні захисти – 7;

– поздовжні диференційні захисти при довжині ЛЕП не більше 3 км – 8;

– поперечні диференційні захисти для паралельних ліній – 9.

від замикань на землю:

– пристрої контролю ізоляції (неселективні захисти) з дією на сигнал – 10;

– селективні захисти з дією на сигнал – 11;

– селективні захисти з дією на вимкнення –12.

Схему вибору захистів для різного типу ЛЕП зображено на рис. 9.1. Якщо вказано кілька захистів, то треба вибирати простіші, перевіряти їх чутливість та забезпечення селективності, а у випадку незадовільних результатів перевірки використовувати складніші захисти. Складність захисту зростає із зростанням його номера у списку захистів.

Захисти ЛЕП в мережах 110–220 кВз ефективно заземленою нейтраллю. Захисти ЛЕП з ефективно заземленою нейтраллю виготовляють у трифаз­ному виконанні, фільтровими оберненої послідовності або з комбінованими фільтрами прямої, оберненої чи нульової послідовностей. Встановлюють окремі комплекти захистів від міжфазних к.з. та від к.з. на землю.

Лінії 110–220 кВ можуть бути важливими для забезпечення стійкості та надійності функціювання енергосистеми. Це:

1. Лінії, що відходять від атомних електростанцій.

2. Лінії міжсистемного зв’язку.

3. Лінії, вимкнення яких з витримкою часу призводить до порушення складних технологічних процесів або до перегрівання провідників.

4. Інші лінії, менш відповідальні, загального призначення.

Для захистів цих ліній використовують такі типи комплектів захистів:

1. Струмові відсічки без витримки часу.

2. Ступеневі струмові захисти та ступеневі струмові захисти з блокуванням за напругою від міжфазних коротких замикань.

3. Ступеневі дистанційні захисти (переважно триступеневі).

4. Ступеневі струмові скеровані або нескеровані фільтрові захисти нульової послідовності.

5. Захисти з контролем спрямування потужності в паралельній лінії.

6. Поперечний диференційний струмовий захист нульової послідовності.

7. Поперечний диференційний струмовий захист від міжфазних замикань.

8. Прискорені струмові захисти.

9. Прискорені дистанційні захисти.

10. Поперечні диференційні скеровані захисти.

11. Високочастотні захисти.

12. Поздовжні диференційні захисти, зокрема високочастотні.

13. Дистанційні захисти з високочастотним блокуванням.

14. Струмові скеровані захисти нульової послідовності з високочас­тотним блокуванням.

Вибір та обґрунтування захистів за табл. 9.1 треба починати від простіших (з меншим порядковим номером). У випадку незабезпечення селективності та чутливості застосовувати захисти з більшим порядковим номером.

Захист ЛЕП у мережах напругою 330 кВ та вищез ефективно заземленою нейтраллю. Категорії ЛЕП та типи захистів для напруг 330 кВ та вище такі самі, як для напруг 110–220 кВ. Вибір комплектів захистів потрібно проводити за табл. 7.7.

Таблиця 9.1