Защита от однофазных замыканий на землю в сетях напряжением выше 1000В с изолированной нейтралью.

Электроустановки напряжением выше 1000 В в сети сизолированнойнейтралью

В электроустановкахнапряжением выше 1000 В в сети с изолированной нейтралью должно бытьвыполнено защитное заземление, при этом рекомендуется предусматриватьустройства автоматического отыскания замыкания на "землю".Защиту от замыканий на "землю" рекомендуется устанавливатьс действием на отключение (по всей электрически связанной сети), еслиэто необходимо по условиям безопасности.

Наибольшее сопротивлениезаземляющего устройства Rв Ом не должно быть более

R=250/I

где I- расчетная сила тока заземления на землю, А.

При использованиизаземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжениемдо 1000 В

R=125/I

Расчетная сила тока замыканияна землю должна быть определена для той из возможных в эксплуатациисхемы сети, при которой сила токов замыкания на землю имеетнаибольшее значение.

Защита от однофазных замыканий на землю должна быть выполнена в виде:

селективной защиты (устанавливающей поврежденное направление), действующей на сигнал;

селективной защиты (устанавливающей поврежденное направление), действующей на отключение, когда это необходимо по требованиям безопасности; защита должна быть установлена на питающих элементах во всей электрически связанной сети;

устройства контроля изоляции; при этом отыскание поврежденного элемента должно осуществляться специальными устройствами; допускается отыскание поврежденного элемента поочередным отключением присоединений.

Защита от однофазных замыканий на землю должна быть выполнена, как правило, с использованием трансформаторов тока нулевой последовательности. Защита в первую очередь должна реагировать на установившиеся замыкания на землю; допускается также применение устройств, регистрирующих кратковременные замыкания, без обеспечения повторности действия.

Защита от однофазных замыканий на землю, действующая на отключение без выдержки времени по требованиям безопасности (см. 3.2.96), должна отключать только элемент, питающий поврежденный участок; при этом в качестве резервной должна быть предусмотрена защита, выполняемая в виде защиты нулевой последовательности с выдержкой времени около 0,5 с, действующая на отключение всей электрически связанной сети - системы (секции) шин или питающего трансформатора.

Увеличение тока промышленной частоты специально для обеспечения действия защиты в сети с нейтралью, заземленной через дугогасительный реактор (например, с помощью расстройки реактора), как правило, не допускается предусматривать.

При удельномсопротивлении земли r,большем 500 Ом·м, допускается вводить на указанные значениясопротивлений заземляющего устройства повышающие коэффициенты,зависящие от r.

Защита типа ЗЗП 1 предназначена для селективного отключения защищаемого присоединения при однофазном замыкании на землю в сетях с изолированной нейтралью напряжением от 2 до 10 кV с суммарными емкостными токами от 0,2 до 20 А при использовании кабельных трансформаторов тока нулевой последовательности (ТТНП).

Защита типа ЗЗН предназначено для селективного отключения защищаемого присоединения при однофазных замыканиях на землю в сетях напряжением 2-10 килоВольт, работающих с изолированной или заземленной через активный резистор нейтралью, а также в сетях с частичной компенсацией емостного тока сети с токами замыкания на землю от 0,2 до 150 Ампер. Токовый цепи защиты подключаются к трансформатору тока нулевой последовательности – ТТНП.

42.. Защита силовых трансформаторов

Для силовых трансформаторов предусматривается релейная зашита от следующих повреждений и анормальных режимов работы: междуфазных КЗ в обмотках и на выводах; однофазных КЗ в обмотке и на выводах; витко-вых замыканий в обмотках; токов в обмотках при внешних КЗ; перегрузок; понижения уровня масла в маслонаполненных трансформаторах и в масло-наполненных вводах; «пожара» в стали.

ПУЭ и соответствующая нормативная документация по релейной за­щите определяет виды и объем защиты в зависимости от типа трансформа­тора и места его установки.

Дифференциальная защита устанавливается на одиночно работающих трансформаторах мощностью 6300 кВ А и выше; на параллельно работаю­щих трансформаторах мощностью 4000 кВ-А и выше; а также на трансфор­маторах мощностью 1000 кВ А и выше, если токовая отсечка не обеспечива­ет достаточной чувствительности (к <2), а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более 0,5 с.

Для защиты трансформаторов мощностью 6300 кВА и выше от между­фазных замыканий, внтковых и замыканий на землю используют диффе­ренциальную токовую защиту, действующую без выдержки времени на от­ключение всех выключателей трансформаторов.

При расчете продольной дифференциальной защиты трансформаторов следует учитывать некоторые особенности, влияющие на ее выполнение и надежность работы.

Даже в том случае, когда трансформатор имеет коэффициент транс­формации, равный единице, и одинаковое соединение обмоток, ток со сто­роны источника питания больше тока со стороны нагрузки на величину намагничивающего тока.

Намагничивающий ток в нормальном режиме составляет 1—5 % номи­нального тока трансформатора и вызывает лишь некоторое увеличение то­ка небаланса. Однако при включении трансформатора под напряжение или восстановлении напряжения после отключения КЗ возникает бросок намаг­ничивающего тока, величина которого в первый момент (5—8) I_нои ур, но че­рез 1с затухает до величины 1,2 /**,.

В связи с этим величина тока срабатывания зашиты должна быть больше максимального намагничивающего тока — обязательное условие отстройки от бросков намагничивающего тока.

Поскольку у трансформаторов токи со стороны обмоток высшего, сред­него и низшего напряжений не равны, то трансформаторы тока, выбираемые по номинальным токам обмоток, имеют различные к, и конструктивное ис­полнение. Вследствие этого различны их характеристики н погрешности. Но­минальные токи трансформаторов, как правило, не совпадают с номинальны­ми токами трансформаторов тока. Выбираются ТТ по току, который является ближайшим большим по отношению к номинальному току защищаемого трансформатора. Это вызывает дополнительный ток небаланса, от которого необходимо отстроить защиту.

восстановлении напряжения после отключения КЗ возникает бросок намаг­ничивающего тока, величина которого в первый момент (5—8) I_нои ур, но че­рез 1с затухает до величины 1,2 /**,.

В связи с этим величина тока срабатывания зашиты должна быть больше максимального намагничивающего тока — обязательное условие отстройки от бросков намагничивающего тока.

Поскольку у трансформаторов токи со стороны обмоток высшего, сред­него и низшего напряжений не равны, то трансформаторы тока, выбираемые по номинальным токам обмоток, имеют различные к, и конструктивное ис­полнение. Вследствие этого различны их характеристики н погрешности. Но­минальные токи трансформаторов, как правило, не совпадают с номинальны­ми токами трансформаторов тока. Выбираются ТТ по току, который является ближайшим большим по отношению к номинальному току защищаемого трансформатора. Это вызывает дополнительный ток небаланса, от которого необходимо отстроить защиту.

При сквозном КЗ этот ток возрастает пропорционально току КЗ, а так­же вследствие возрастания погрешностей ТТ с неодинаковыми характери­стиками, что может вызвать ложное срабатывание дифференциальной за­щиты.

Таким образом, для снижения тока небаланса, вызванного неравенст­вом вторичных токов ТТ дифференциальной зашиты, необходимо вырав­нивание этих токов, что достигается применением автотрансформаторов или использованием уравнительных обмоток дифференциальных реле.

Рассмотренное соотношение токов (10.23) справедливо только для транс­форматоров, имеющих одинаковое соединение обмоток: звезда — звезда или треугольник — треугольник. При различном соединении обмоток эти соотношения несправедливы, так как токи со стороны обмотки, соединен­ной в звезду, и токи со стороны «треугольника» оказываются сдвинутыми относительно друг друга на некоторый угол, величина которого зависит от схемы соединения обмоток. Угловой сдвиг токов создает большие токи не­баланса в реле дифференциальной защиты.

Для компенсации углового сдвига вторичных токов обмотки транс­форматоров тока с первичной и вторичной сторон должны соединяться по схеме, противоположной схеме соединения обмоток силового трансформа­тора.

Защита от внешних КЗ

Для одиночных трансформаторов мощностью ниже 6300 кВ-А и транс­форматоров мощностью менее 4000 кВ-А, работающих параллельно, уста­навливается токовая отсечка.

Защита устанавливается со стороны источника и получаст питание от тех же трансформаторов тока, что и максимальная токовая защита от внешних КЗ.

Если такая зашита устанавливается на трансформаторах в сети с боль­шими токами замыкания на землю, то выполняется она двумя реле тока, включенными на фазные токи, и одним реле— на токи нулевой последова­тельности. В сетях с малыми токами замыкания на землю — двумя реле, включенными на фазные токи, или одним реле — на разность токов двух фаз.

При КЗ на вводе трансформатора ток КЗ со стороны источника пита­ния значительно выше, чем со стороны нагрузки за трансформатором. Ис­ходя из этого, уставка тока срабатывания защиты определяется как

где к_т —коэффициент отстройки защиты (1.3— 1.4); ft„ —коэффициент

схемы; /^^ — максимальное значение периодической слагающей (/ = 0)

тока в месте установки защиты при трехфазном КЗ на стороне низшего на­пряжения.

Чувствительность отсечки проверяется по выражению

где I_п| —ток КЗ со стороны источника питания.

При защите силовых трансформаторов от внешних КЗ используют мак­симальную токовую защиту с пусковыми органами; трехфазную трехрелей-ную; двухфазную двухрелейную; двухфазную трехрелейную. Защита слу­жит для отключения питания внешних многофазных КЗ при отказе выклю­чателя смежного поврежденного элемента или его защиты, а также может использоваться как резервная по отношению к основным собственным за­щитам трансформатора.

В качестве защиты трансформаторов от внешних токов КЗ используют­ся: а) токовые защиты шин секций распределительных устройств низшего и среднего напряжений; 6) максимальная токовая защита с пуском напряже­ния, которая устанавливается со стороны высшего напряжения: на двухоб-моточных трансформаторах—двухрелейная, а на трехобмоточных — трех-релейная. Реле питаются от ТТ, соединенным, как правило, в треугольник.

Для максимальной токовой защиты от внешних КЗ на стороне высоко­го напряжения уставка срабатывания определяется как

где kc„ — коэффициент схемы (V3 или 1); А^ — коэффициент отстройки защиты (1,2); А,—коэффициент возврата (0,8 — 0,85); /„, —наибольшее значение тока нагрузки трансформатора с учетом самозапуска электродви­гателей.

При необходимости ограничения токов КЗ и установке реакторов на стороне низшего или среднего напряжения для нх защиты используется дифференциальная токовая защита, присоединяемая к выносным ТТ, кото­рые устанавливаются на шинной перемычке между выводами трансформа­тора, реактора и трансформатором тока, встроенным в вводные КРУ.

43. 10.5.7. Защита асинхронных и синхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ

Для данного класса электродвигателей предусматривается зашита от многофазных замыканий на выводах н в обмотках статора, от однофазных замыканий в тех же элементах, токов нагрузки, понижения напряжения и потери питания, а для синхронных электродвигателей — защита от асин­хронного режима.

Защита от многофазных замыканий устанавливается на всех без исклю­чения асинхронных и синхронных электродвигателях и на тех выводах, ко­торыми он присоединяется к выключателю. У синхронных электродвигате­лей эта же защита действует на автомат гашения поля (АГП).

В качестве такой защиты используется двухрелейная токовая отсечка без выдержки времени для электродвигателей мощностью до 4000 кВт. Для электродвигателей большей мощности предусматривается продольная дифференциальная защита без выдержки времени. Эта же защита может ус­танавливаться и на электродвигателях меньшей мощности, если токовая от­сечка не удовлетворяет требованиям чувствительности, а со стороны нуле­вых выводов обмотки статора имеются или могут быть установлены транс­форматоры тока.

При реакторном пуске электродвигателя в зону его защиты входит пус­ковой реактор. Если защита осуществлена токовой отсечкой, то для отклю­чения КЗ между ТТ и выключателем защиту выполняют двумя комплекта­ми, один из которых подключается к ТТ шкафа выключателя реактора, а другой — к ТТ шкафа выключателя основного питания. При дифференци­альной защите в плечо защиты со стороны питания с той же целью устанав­ливается двухфазная двухрелейная отсечка без выдержки времени, которая с целью повышения чувствительности выводится из действия на время пус­ка электродвигателя (рис. 10.23).

При прямом пуске электродвигателя в зону защиты входит его соедине­ние с распределительным устройством, от которого он получает питание.

В случае динамического торможения электродвигателей дифференци­альная схема защиты включает ТТ, установленные в цепи резисторов дина­мического торможения. Защита линии динамического торможения — мак­симальная токовая защита (двухфазная двухрелейная), отстроенная от мак­симального тока статора и отключающая выключатель цепи динамическо­го торможения.