6.1. Защита вводов подстанции

6.1.1. Опорные подстанции

Используются следующие виды защит:

• трехфазная трех- и двухступенчатая дистанционная защита с блокировкой от качаний, дополненная токовой отсечкой для защиты от многофазных коротких замыканий. Для повышения стойкости электрической системы эти защиты выполняются с высокочастотной блокировкой;

• четырех- или трехступенчатая максимальная направленная токовая защита нулевой последовательности для защиты от коротких замыканий на землю.

6.1.2. Промежуточные транзитные подстанции

Промежуточные транзитные подстанции имеют защиты вводов:

• трехфазную трех- и двухступенчатую дистанционную защиту с блокировкой от качаний, дополненной токовой отсечкой для защиты от многофазных коротких замыканий. Эти защиты устанавливаются в рабочей перемычке и их включают на сумму токов выключателя в перемычке и на первичной стороне главного понижающего трансформатора;

• на тяговых подстанциях переменного тока устанавливают защиту минимального напряжения выдержкой времени для ликвидации подпитки места ороткого замыкания на высоковольтной линии питающего напряжения через контактную сеть и главные понижающие трансформаторы.

6.1.3. Промежуточные подстанции на отпайках

Промежуточные подстанции на отпайках имеют следующие защиты вводов:

• трехфазную направленную токовую защиту с выдержкой времени для защиты от многофазных коротких замыканий. Токовые цепи защиты присоединяют к трансформаторам тока первичной обмотки главного понижающего трансформатора, а обмотки напряжения реле мощности – к трансформаторам напряжения на сторонах низшего и среднего напряжений;

• токовую максимальную направленную защиту нулевой последовательности с выдержкой времени для защиты от коротких замыканий на землю;

• защиту минимального напряжения.

6.1.4. Расчет сопротивлений срабатывания дистанционной защиты

Схема защиты приведена в [1, гл. 7].

Сопротивление срабатывания 1-й зоны для линии L₁₁ без отпаек определяется из условий отстройки от коротких замыканий на шинах противоположной подстанции по выражению

, (6.1)

где Z_1сз – сопротивление срабатывания 1-й зоны дистанционной защиты, Ом; Z₁₁ – сопротивление защищаемой линии, Ом; К_н – коэффициент надежности отстройки, учитывающий погрешности реле сопротивления, измерительных трансформаторов тока и напряжения, принимаемый равным .

Сопротивление срабатывания 2-й зоны определяется по условиям отстройки от конца 1-й зоны дистанционной защиты смежной линии L₁₂ и отстройки от короткого замыкания за трансформаторами приемной подстанции.

Условие отстройки от конца 1-й зоны защиты смежной линии

, (6.2)

где Z_2сз – сопротивление срабатывания 2-й зоны дистанционной защиты линии L₁₁, Ом; Z₁₁ – сопротивление защищаемой линии L₁₁, Ом; – коэффициент надежности отстройки, учитывающий погрешности реле сопротивления, измерительных трансформаторов тока и напряжения, принимаемый равным ;

Z_1сз12 – сопротивление срабатывания 1-й зоны дистанционной защиты линии L₁₂, Ом; К_рт – коэффициент распределения токов, равный отношению

,

где I_к2 и I_к1 – токи, проходящие по линиям L₁₁ и L₁₂ при коротком замыкании в конце линии L₁₂.

Коэффициент чувствительности защиты 2-й зоны:

. (6.3)

Сопротивление срабатывания пусковых органов защиты 3-й зоны определяется из условия отстройки от наибольшего тока нагрузки I_p.max и наименьшего эксплуатационного напряжения U_p.min на шинах подстанции по формулам:

для ненаправленного реле сопротивления

; (6.4)

для направленного реле сопротивления

, (6.5)

где I_p.max – максимальный рабочий ток защищаемой линии, А; К_н – коэффициент надежности, равный ; К_в – коэффициент возврата реле сопротивления; К_сзп – коэффициент самозапуска асинхронных двигателей; – угол максимальной чувствительности направленного реле сопротивления; – угол нагрузки между вектором тока I_p.max и вектором напряжения U_p.min, принимаемый равным .

Коэффициент чувствительности защиты 3-й зоны оценивается при коротком замыкании в конце следующей по направлению от источника питания линии

Уставка сопротивления срабатывания реле

,

где К_I – коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока; К_U – коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения.