1.4.2. Концепция защит и автоматики ру-27,5 кВ

Защита РУ-27,5 кВ от внутренних КЗ (защита шин) и общеподстанционные защиты требуют:

1. организации непосредственных связей между отдельными ИТП;

2. наличия специальных устройств (аппаратных и программных), располагаемых в нескольких ИТП.

Защита ру-27,5 кВ от внутренних кз (защита шин 27,5 кВ)

При рассмотрении защиты шин 27,5 кВ следует учитывать полный набор видов аварий, возможных для данного типа распредустройства (ОРУ или ЗРУ):

замыкание металлическое (с практически нулевым напряжением на шинах) и через дугу (напряжение на шинах – от десятков до сотен вольт);

междуфазное замыкание (фаз А и В) и замыкание на землю (А или В на фазу С);

подпитка КЗ происходит от понижающего трансформатора и от смежной подстанции через фидеры контактной сети.

По своим физическим принципам защиты шин РУ-27,5 кВ могут быть различны, что обуславливает их специфические достоинства и недостатки, основные из которых приведены в табл. 1.6.

Как видно из табл. 1.6, ни одна из защит не удовлетворяет полному набору требований к защитам (чувствительности, селективности, отстроенности от нормальных режимов и быстродействию) для всех видов аварий. В частности, недостаток ЛЗШ при металлическом КЗ связан с невозможностью определения углов между током и напряжением, что необходимо для ее работы. Для обеспечения всех требований приходится использовать две или более защиты.

Таблица 1.6

Сравнительная характеристика защит шин ру-27,5 кВ

Физические принципы защиты	Достоинства	Недостатки
МТЗ с пуском по напряжению на вводах 27,5 кВ	Простота	Неселективна; не отключает подпитку через ФКС
Защита по минимальному напряжению (ЗМН)	Простота	Время срабатывания  1,5 с
Дифференциальная (сумма токов всех присоединений должна быть равна нулю)	Максимальные селективность и чувствительность	Сложность (пофазное исполнение, коммутация цепей запасного выключателя, отстройка от динамических погрешностей трансформаторов тока)
“Земляная защита” (ЗЗ). Металлоконструкция РУ заземляется через датчики тока, которые фиксируют ток КЗ на землю	Простота; максимальные быстродействие, селективность и чувствительность	Только для ЗРУ, только при замыканиях на корпус (А или В на фазу С)
Логическая защита шин (ЛЗШ) строится с использованием характерной для данного РУ логики протекания токов КЗ, их подпитки и способов отключения	Максимальная селективность	Не работает при металлическом КЗ; сложность (на каждом из присоединений необходимо выполнение функций ЛЗШд и ЛЗШп)
Защита от дуговых замыканий (ЗДЗ), реализуется на фотодатчиках	Максимальные быстродействие и селективность	Только для ЗРУ

Исторически выбор типа защит для РУ-27,5 кВ определялся, во-первых, открытым вариантом исполнения распредустройства, во-вторых, отсутствием соответствующей аппаратуры защиты. Поэтому в качестве основной защиты использовалась только МТЗ с пуском по напряжению на вводах 27,5 кВ и ЗМН для отключения всех прочих фидеров. А поскольку выдержка времени ЗМН должна быть достаточно большой (для отстройки от резервных защит ФКС), то КЗ на шинах в течение всего этого времени могло подпитываться от смежной подстанции.

Для ЗРУ-27,5 кВ в качестве основной защиты целесообразнее использовать ЗЗ, т.к. она обладает:

1. максимальным быстродействием (только время срабатывания токового и промежуточного реле);

2. высокой чувствительностью (100–200 А);

3. наилучшей селективностью (не даёт ложных срабатываний при любых аварийных ситуациях вне КРУ).

При этом с учетом опыта эксплуатации таких защит необходимо изолировать корпус ЗРУ от фундаментной части.

При использовании микропроцессорных терминалов появляется возможность оптимизировать защиту шин РУ-27,5 кВ для обоих вариантов его исполнения:

для ОРУ-27,5 кВ: ЛЗШ – основная, МТЗ – дополнительная; ЗМН – резервная;

для ЗРУ-27,5 кВ: ЗЗ – основная, ЛЗШ, МТЗ – дополнительные; ЗМН – резервная.