1

Раздел 7. Защита линий электропередач 6-35 кВ

Основные требования, предъявляемые к релейной защите линий электропередачи

Выделяют следующие типы линий:

1. Тупиковая ВЛ 6-10 кВ с ответвлениями:

Общая характеристика: обычно протяжённая воздушная линия с несколькими ответвлениями, токи короткого замыкания в конце линии сильно уменьшаются, ток замыкания на землю в сети небольшой, трансформаторы отпаек защищены предохранителями ПК, компенсация тока замыкания на землю отсутствует.

Требования к релейной защите и автоматике: двухступенчатая токовая защита, установленная в двух фазах, вторая ступень с зависимой характеристикой, защита от замыканий на землю выполняется только в случае выполнения кабельного выхода, тип защиты простая токовая, желательно с фильтром третьей гармоники, обязательно применение двухкратного или однократного АПВ.

2

2. Тупиковая КЛ 6-10 кВ с ответвлениями:

Общая характеристика: обычно мало протяжённая кабельная линия с несколькими ответвлениями, токи короткого замыкания в конце линии мало затухают, ток замыкания на землю в сети большой и, как правило, применяется компенсация ёмкостного тока, трансформаторы отпаек защищены предохранителями ПК-10.

Требования к релейной защите и автоматике: двухступенчатая токовая защита, установленная в двух фазах. Вторая ступень с независимой характеристикой, так как зависимая характеристика не эффективна. Защита от замыканий на землю подключается к кабельному трансформатору тока, выполняется в компенсированных сетях по направлению активной мощности нулевой последовательности. Иногда применяется однократное АПВ. В ряде случаев, однократное АПВ предназначено для корректировки неселективного отключения линии токовой отсечкой, при повреждении в зоне действия предохранителей ПК.

3

3. ВЛ 6-10 кВ с промежуточной подстанцией (РП):

На каждом участке линии имеются ответвления.

Общая характеристика: обычно протяженные воздушные линии с несколькими ответвлениями на каждой линии, токи короткого замыкания в конце линии сильно уменьшаются, ток замыкания на землю в сети небольшой, трансформаторы отпаек защищены предохранителями ПК, компенсация тока замыкания на землю отсутствует.

Требования к релейной защите и автоматике: для второго участка линии согласно п. 1, для первого участка те же: двухступенчатая токовая защита, установленная в двух фазах. Вторая ступень с зависимой характеристикой, защита от замыканий на землю выполняется только в случае выполнения кабельного выхода, тип защиты простая токовая, желательно с фильтром третьей гармоники, обязательно применение двукратного или однократного АПВ. Релейная защита РЗ1 должна быть согласована с защитой РЗ2.

4. Схема с промежуточной РП в кабельных сетях 6-10 кВ:

4

Общая характеристика: обычно кабельные линии малой протяженности с несколькими ответвлениями на каждой линии, токи короткого замыкания в конце линии мало изменяются, ток замыкания на землю в сети большой и, как правило, применяется его компенсация, трансформаторы отпаек защищены предохранителями ПК, компенсация тока замыкания на землю отсутствует.

Требования к релейной защите и автоматике: для второго участка линии согласно п. 2, для первого участка те же: двухступенчатая токовая защита, установленная в двух фазах, вторая ступень с независимой характеристикой, защита от замыканий на землю выполняется с использованием ТТНП, тип защиты

– простая токовая, желательно с фильтром третьей гармоники, применение АПВ необязательно. В ряде случаев, однократное АПВ применяется для корректировки неселективной работы в зоне предохранителей ПК. Релейная защита РЗ1 должна быть согласована с защитой РЗ2.

5. Тупиковая ВЛ, смешанная или КЛ 35 кВ с ответвлениями:

Общая характеристика: линия с одной или несколькими ответвлениями, токи короткого замыкания в конце линии заметно уменьшаются, ток замыкания на землю в сети небольшой либо компенсированный, трансформаторы ответвлений

5

могут быть защищены предохранителями ПСН (Т1), и релейной защитой, действующей на отключение выключателя 35 кВ (Т2), включение короткозамыкателя и отключение отделителя в бестоковую паузу АПВ (Т3).

Требования к релейной защите и автоматике: двух или трёхступенчатая токовая защита, установленная в трёх фазах, или в двух фазах и обратном проводе трансформатора тока, вторая ступень с независимой характеристикой, защита от замыканий на землю не выполняется, так как отсутствуют трансформаторы тока нулевой последовательности для линий и кабельных выводов 35 кВ, обязательно применение двукратного (на чисто воздушных линиях) или однократного АПВ (на смешанных линиях ). Установка защиты в трёх фазах или двух фазах и обратном проводе требуется для обеспечения резервирования двухфазных коротких замыканий за трансформатором со схемой соединения звезда – треугольник: при таком КЗ только в одной фазе протекает полный ток КЗ.

6. Тупиковая ВЛ, смешанная или КЛ 35 кВ с промежуточной ПС и ответвлениями:

Общая характеристика: линия с одной или несколькими промежуточными подстанциями, с ответвлениями, токи короткого замыкания в конце линии заметно уменьшаются, ток замыкания на землю в сети небольшой либо компенсированный, трансформаторы отпаек могут быть защищены предохранителями ПСН или релейной защитой, действующей на отключение выключателя 35 кВ (Т2), включение короткозамыкателя и отключение отделителя в бестоковую паузу АПВ(Т3).

Требования к релейной защите и автоматике: должны применяться трёхступенчатая токовая защита, установленная в трёх фазах, или в двух фазах и обратном проводе трансформатора тока, все ступени с независимой характеристикой, защита от замыканий на землю не выполняется, так как отсутствуют трансформаторы тока нулевой последовательности для линий и кабельных выводов 35 кВ, обязательно применение двукратного (на чисто воздушных линиях) или однократного АПВ на (смешанных линиях).

6

отсутствовать, например, на воздушных линиях, для которых отсутствуют трансформаторы тока нулевой последовательности. В этом случае поиск места замыкания на землю производится путём поочередного отключения линий.

Для работы линий 6-10 кВ при двухфазных и трёхфазных коротких замыканиях достаточно иметь устройства защиты, установленные в двух фазах. Защита всегда устанавливается в фазах А и С. Она не реагирует на ток фазы В, но это не имеет значения, т.к. при любых междуфазных КЗ ток протекает в 2-х фазах, и сработает защита установленная либо в фазе А, либо в фазе С, либо одновременно в 2 фазах. Действие такой защиты имеет особенности работы при двойных замыканиях на землю, см. рис. 7.1.

Рис. 7.1. Поведение защиты, установленной в 2 фазах при двойных замыканиях на землю

На рис. 7.1 показан случай двойного замыкания на землю на линиях 1 и 2. Защиты установлены на обеих линиях в фазах А и С. В изображенном варианте на Л1 ток КЗ протекает в фазе А, где установлена защита, а на Л2 в фазе В, где защиты нет. Поэтому, отключится линия 1, а линия 2 с подключённой к ней нагрузкой останется в работе с замыканием на землю. Рассмотрим все возможные варианты см. таблицу 7.1.

8

Таблица 7.1.

Если ТТ установлены неправильно, например, на Л1 в фазах А и С, а на Л2 в фазах В и С, то в этом случае защиты будут работать не правильно. Однако, в комплектных распредустройствах ТТ располагаются в крайних фазах, поэтому такая ошибка маловероятна (невозможна).

Для защиты линии 35 кВ требуется трёхрелейная схема защиты. Необходимость её объясняется тем, что, как правило, нагрузкой линии является трансформатор 35/6-10 кВ со схемой соединения Υ/∆. При двухфазном КЗ за трансформатором со схемой соединения Υ/∆ в 2-х фазах протекает половина тока КЗ, и только в одной – полный ток. Если эта фаза окажется без трансформатора тока, то в защите протекает ток в 2 раза меньший, что может привести к отказу защиты. При использовании двух ТТ в большинстве случаев обеспечивается отключение только одной ВЛ при двойных замыканиях на землю. С целью обеспечения полноценной работоспособности защиты во всех возможных аварийных случаях необходимо третье реле включить в обратный провод 2-х трансформаторов тока (см. рис.7.2.).

Рис. 7.2. Распределение токов в элементах защиты включенных в схему неполной звезды

9