Защита шинопроводов станций и подстанций

Логическая защита шин (ЛЗШ) широко используется на подстанциях распределительных сетей без синхронной нагрузки и синхронных генераторов. Принцип действия логической защиты шин заключается в следующем. На вводном выключателе секции, МТЗ выполняют либо с двумя выдержками времени (при применении электромеханических защит), либо используют два комплекта МТЗ (при применении цифрового терминала). Первая ступень («быстрый» комплект) имеет выдержку времени 0,15-0,2 с и выполняет функции ЛЗШ. Она вводится в работу, если через защиту протекает ток повреждения и нет блокирующего сигнала от пусковых органов защиты отходящих от шин линий. Этот блокирующий сигнал передается от защит отходящих линий к комплекту ЛЗШ с помощью общей шинки блокировки EBZ, расположенной вдоль всех ячеек секции. Если повреждена отходящая линия, то срабатывают пусковые органы защиты этой линии и ЛЗШ на вводе блокируется (не работает), а МТЗ ввода работает с обычной селективной выдержкой времени, резервируя защиту линии. Блокировка выполняется с помощью общего выходного реле. Если повреждены шины, то блокирующий сигнал со стороны отходящих линий отсутствует и срабатывает ЛЗШ («быстрый» комплект МТЗ), отключая через 0,15-0,2 с выключатель ввода.

Недостатки ЛЗШ. На подстанциях с мощными синхронными электродвигателями (СД) или генераторами логическая защита шин не применяется из-за возможности ложных срабатываний при внешних КЗ в питающей сети и в послеаварийных качаниях, когда через ввод проходит ток подпитки от СД или генераторов или ток качаний, достаточный для пуска защиты, а блокирующий сигнал отсутствует, так как защиты СД и генераторов по принципу действия не работают в этом режиме (например, дифференциальная) или отстроены от него (например, токовая отсечка). Кроме того, ЛЗШ не работает при КЗ в ячейке после трансформаторов тока защиты отходящей линии.

Отказ выключателя при отключении КЗ может иметь тяжелые последствия, связанные с длительным протеканием по оборудованию больших токов. Для отключения повреждений, сопровождающихся отказом выключателя, применяют специальные устройства резервирования УРОВ, отключающие выключатели других электрических цепей, продолжающих питать КЗ. Устройство резервирования подаст команду на отключение этих выключателей по истечении времени, достаточного для нормальной работы релейной защиты и отключения выключателя поврежденной цепи. Пуск устройства резервирования осуществляется защитой (основной и резервной) поврежденного элемента (линии, трансформатора, шин) одновременно с подачей команды на отключение выключателя. Если выключатель отключится нормально, схема устройства резервирования возвратится в исходное положение. Если выключатель откажет при отключении или операция его отключения затянется, устройство резервирования по истечении заданной ему выдержки времени (0,3-0,6 с) отключит выключатели присоединений той системы шин, от которой питается электрическая цепь с неотключившимся выключателем. Команда на отключение выключателей подается УРОВ через выходные промежуточные реле своих избирательных органов (или защиты шин соответствующей системы). При других схемах соединения, например многоугольником, УРОВ действует избирательно: отключает выключатели, ближайшие к отказавшему. В результате отключается не вся электроустановка, а только ее часть. Эксплуатируемые на подстанциях устройства резервирования представляют собой сложные устройства, связанные с оперативными цепями многих защит, что повышает вероятность неправильных срабатываний УРОВ при появлении неисправностей в цепях защит или ошибочном замыкании контактов выходных реле защит. Для предотвращения неправильных срабатываний УРОВ в их схемах помимо основного пускового органа предусмотрен дополнительный пусковой орган, контролирующий наличие КЗ в зоне действия УРОВ. Дополнительный пусковой орган запрещает (блокирует) работу УРОВ при отсутствии КЗ. Он выполняется с помощью реле тока, реагирующих на прохождение тока КЗ по цепи, выключатель которой не отключился. Если контакты этих реле остаются разомкнутыми, УРОВ не действует при ложном и излишнем срабатывании реле защит. Исправность цепей УРОВ автоматически контролируется специальным промежуточным реле. При появлении неполадок в схеме промежуточное реле снимает оперативный ток с выходных цепей УРОВ и действует на сигнальное устройство, оповещающее персонал о неисправности. Устройство резервирования может отключаться оперативным персоналом полностью, полукомплектами (на подстанциях с двойной системой шин) или отдельными цепями с помощью оперативных накладок. Кроме того, на панели каждой защиты, пускающей УРОВ, имеются накладки, переводом которых "на сигнал" прекращается пуск УРОВ от той или другой защиты. Операции с накладками персонал обязан выполнять при отключении защит для технического обслуживания, а также при опробовании действия защиты на отключение выключателя, при этом операция отключения цепи пуска УРОВ должна, как правило, предшествовать отключению защиты. Включение цепи пуска УРОВ производится после включения защиты в работу.