2.13. Защита воздушных линий от грозвых перенапряжений.

От воздействия грозовых перенапряжений необходимо защищать:

- линейное электрооборудование, установленное на опорах ВЛ (силовые и измерительные трансформаторы, разъединители и другие аппараты);

- участки ВЛ напряжением 6-10 кВ с ослабленной изоляцией (места пересечения ВЛ, опоры с кабельными муфтами, отдельные железобетонные опоры на ВЛ с деревянными опорами и другие);

- воздушные линии с защищенными проводами;

- воздушные линии с неизолированными проводами (в местах, например, с аномальной грозовой деятельностью).

Для ВЛ напряжением 6-10 кВ на железобетонных опорах основным резервным мероприятием для повышения эксплуатационной надежности, предотвращающим перерывы в электроснабжении, является АПВ. Отказ от АПВ в каждом отдельном случае должен быть обоснован. Имеющиеся в эксплуатации устройства АПВ должны быть постоянно включены в работу.

На ВЛ напряжением 6-10 кВ должны применяться устройства АПВ одно и двукратного действия. Для первого цикла АПВ следует использовать бестоковую паузу продолжительностью 1-3 с, а для второго цикла - не менее 15-20 с.

Вероятность успешной работы АПВ на ВЛ напряжением 6-10 кВ при грозах составляет ~ 0,5.

Длина изолирующих траверс в изоляционной части должна быть такой, чтобы градиент рабочего напряжения по пути перекрытия между фазами не превышал 8-10 кВ/м.

Кабельные вставки в ВЛ напряжением 6-10 кВ должны быть защищены по обоим концам кабеля за исключением:

- вставок с пластмассовой изоляцией и оболочкой длиной 2,5 км и более;

- вставок других конструкций кабеля длиной 1,5 км и более (см. п. 3.1.6).

Защите от грозовых перенапряжений подлежат силовые и измерительные трансформаторы, выключатели, разъединители, предохранители и другие аппараты.

Для защиты секционирующих пунктов и пунктов АВР 6-10 кВ должны быть установлены аппараты защиты - по одному комплекту с каждой стороны ВЛ.

Для защиты разъединителей и выключателей, имеющих изоляцию того же класса, что и ВЛ 6-10 кВ с железобетонными опорами, аппараты защиты от грозовых перенапряжений не устанавливаются.

2.14. Релейная защита и линейная автоматика.

Релейная защита служит для автоматического отключения с наименьшим временем защищаемого элемента при повреждении, а также при возникновении условий, угрожающих повреждением, нарушением нормального режима работы всей электроустановки (например, при недопустимости снижения напряжения или частоты), для сигнализации о нарушении нормального режима работы защищаемого элемента, а также о возникновении повреждения, не представляющего непосредственной опасности для элемента или всей электроустановки.

В соответствии с назначением релейная защита должна удовлетворять ряду требований, основными из которых являются быстрота, селективность и надежность действия, а также чувствительность.

Для ограничения размеров повреждений необходимо, чтобы короткое замыкание отключалось, возможно быстрее. Однако не всегда можно выполнить защиту, обладающую одновременно быстродействием и селективностью, поэтому применяют релейную защиту, действующую с выдержкой времени.

Селективность, или избирательность,— это свойство защиты отключать только поврежденный участок электрической сети, оставляя включенными исправные линии. Достигается это настройкой защиты на определенные выдержки времени и ток срабатывания. При неселективном действии защиты могут отключаться выключатели неповрежденных соседних элементов сети или установки. Ступень селективности в электрических сетях напряжением 6—10 кВ обычно выбирают от 0,5 до 0,7 с.

Надежностью называется безотказное действие защиты во всех случаях, на которые она рассчитана. Не должно быть случаев неправильного действия защиты при возникновении повреждений или ненормальных режимов работы. Надежность защиты обеспечивается прежде всего простотой схемы, уменьшением числа реле и контактов, качеством аппаратуры и монтажных работ, правильной эксплуатацией.

Чувствительностью называют свойство защиты реагировать на самые незначительные повреждения и нарушения нормального режима работы, которые могут возникнуть на защищаемых элементах. Чувствительность релейной защиты должна обеспечить ее действие при минимальных токах к. з., т. е. при коротком замыкании в конце защищаемого участка или через какое-то переходное сопротивление.

На одиночных линиях с односторонним питанием от многофазных КЗ устанавливается, как правило, двухступенчатая токовая защита, первая ступень которой выполнена в виде токовой отсечки, а вторая – в виде максимальной токовой защиты с независимой или зависимой характеристикой выдержки времени. На линии группового питания силовых трансформаторов зона действия первой ступени защиты, по возможности, охватывает всю линию до выводов высшего напряжения питаемых трансформаторов. При необходимости обеспечения термической стойкости линии или устойчивости нагрузки допускаются действие первой ступени защиты без выдержки времени и неселективная ее работа по отношению к предохранителям, установленным для защиты трансформаторов, а также поочередное АПВ.

Рекомендуется, чтобы вторая ступень защиты обеспечивала отключение КЗ на выводах низшего напряжения трансформаторов, присоединенных к линии.

Защита от однофазных замыканий на землю выполняется в виде: селективной защиты, действующей на сигнал; допускается также выполнение селективной защиты с действием на отключение линий, питающих электроустановки, имеющие резервное питание; селективной (устанавливающей поврежденное присоединение или направление) и неселективной резервной защит, действующих на отключение, когда это необходимо по требованиям безопасности; селективная защита устанавливается на всех отходящих линиях, питающих сеть, где отключение необходимо по требованиям безопасности;

Селективная защита от однофазных замыканий на землю. Выполняется, как правило, с использованием ТТ нулевой последовательности.

Защита в первую очередь реагирует 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, отключает только линию поврежденного направления; при этом резервная защита, выполненная в виде защиты напряжения нулевой последовательности, действует с выдержкой времени около 0,5 с на отключение шин или питающего трансформатора с запрещением АПВ и АВР.

Устройство АВР служит для восстановления электроснабжения с помощью автоматического ввода резервного источника питания при отключении основного источника как на напряжение 6—10, так и на 0,23—0,4 кВ. Для автоматического включения резерва в сетях напряжением 3—10 кВ — преимущественно выключатели с пружинным приводом,

Устройство АПВ предназначено для наиболее быстрого восстановления электроснабжения объектов. Любое короткое замыкание в сети сопровождается действием соответствующей защиты и отключением линии, что приводит к перерыву электроснабжения объектов. Но в ряде случаев короткие замыкания носят кратковременный характер и нарушенная изоляция восстанавливается с помощью устройств АПВ, например при поверхностных разрядах на изоляторах, кратковременном перекрытии проводов воздушных линий и т. п.

Автоматическое отключение защищаемого элемента служит для предотвращения развития аварии и сохранения в работе всех неповрежденных элементов электроустановки. Релейная защита, срабатывающая на сигнал, приводит в действие сигнальное устройство (звонок, сирену, световое табло), извещающее обслуживающий персонал о необходимости принятия мер для устранения неисправности и восстановления нормального режима работы защищаемого элемента или всей электроустановки.