Релейная защита электрических сетей

Релейная защита электрических сетей является первой частью курса «Релейная защита электроэнергетических систем», базовой дисциплиной при подготовке инженеров по специальности 140203. Курс включает 51 час лекций, 16 часов практических занятий, 16 часов лабораторных занятий, курсовую работу. Форма аттестации – экзамен. По результату изучения данного курса выполняется аттестационная бакалаврская работа. Изучение курса базируется на начальных знаниях, полученных в дисциплине «Релейная защита и автоматика», изучаемой ранее в курсе «Электроэнергетика». Список литературы прилагается.

1. Виды повреждений и типы защит высоковольтных линий

Основным видом повреждений высоковольтных линий являются короткие замыкания (КЗ). В сетях с эффективно заземленной нейтралью (110 кВ и выше) имеют место как междуфазные КЗ ( , ) так и КЗ на землю ( , ). В сетях с малыми токами замыкания на землю (3÷35 кВ) короткие замыкания бывают только междуфазные. Однофазные замыкания не являются короткими замыканиями. Эти замыкания сопровождаются токами, обусловленными емкостями фаз относительно земли, а так же сопротивлениями дугогасящих катушек и высоковольтных реакторов, включенных в нейтрали трансформаторов. Поэтому величины этих токов на порядок меньше токов КЗ и действующие Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ) допускает при данных видах повреждений защите действовать только на сигнал, если они не представляют непосредственной опасности для жизни людей (например, электрические сети в шахтах и карьерах). Все эти короткие замыкания должны отключаться релейной защитой (РЗ). Однако следует отметить недостаточное внимание, которое уделяется отключению релейной защитой замыканий на землю в сетях 3÷35 кВ. Они не только представляют опасность для жизни людей и животных (падение провода на землю), но и приводят к появлению двойных КЗ (одновременно в разных точках сети).

На линиях 110 кВ и выше с двухсторонним питанием обычно устанавливают в качестве основной – быстродействующую защиту с абсолютной селективностью от всех видов КЗ. В качестве резервных – ступенчатые защиты, отдельно от междуфазных КЗ (дистанционная защита – ДЗ) и от КЗ на землю (токовая направленная защита нулевой последовательности – ТНЗНП), на которые возложена функция дальнего резервирования.

В распределительных сетях 110÷220 кВ в качестве основных и резервных защит (если они удовлетворяют быстродействию) применяют ступенчатые ДЗ и ТНЗНП. На тупиковых линиях часто удается и от междуфазных КЗ использовать токовые ступенчатые защиты.

В сетях 3÷35 кВ защита от междуфазных КЗ, как правило, выполняется в виде ступенчатых токовых защит. При этом в кольцевых сетях и сетях с двухсторонним питанием используются направленные токовые защиты. Защита от замыканий на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю занимает особое место в структуре релейной защиты и вопрос о ней рассматривается в отдельном курсе.