ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2021
Просмотров: 4797
Скачиваний: 1
272
Для линий напряжением 110—220 кВ вопрос о типе основной защиты, в том числе о необходимо-
сти применения защиты, действующей без замедления при КЗ в любой точке защищаемого участка,
должен решаться в первую очередь с учетом требования сохранения устойчивости работы энергосисте-
мы. При этом, если по расчетам устойчивости работы энергосистемы не предъявляются другие, более
жесткие требования, может быть принято, что указанное требование, как правило, удовлетворяется,
когда трехфазные КЗ, при которых остаточное напряжение на шинах электростанций и подстанций
ниже 0,6—0,7
U
ном
, отключаются без выдержки времени. Меньшее значение остаточного напряжения
(0,6
U
ном
) может быть допущено для линий 110 кВ, менее ответственных линий 220 кВ (в сильно разветв-
ленных сетях, где питание потребителей надежно обеспечивается с нескольких сторон), а также для
более ответственных линий 220 кВ в случаях, когда рассматриваемое КЗ не приводит к значительному
сбросу нагрузки.
При выборе типа защит, устанавливаемых на линиях 110—220 кВ, кроме требования сохранения
устойчивости работы энергосистемы, должно быть учтено следующее:
1. На линиях 110 кВ и выше, отходящих от АЭС, а также на всех элементах прилегающей сети, на
которых при многофазных КЗ остаточное напряжение прямой последовательности на стороне высше-
го напряжения блоков АЭС может снижаться более чем до 0,45 номинального, следует обеспечивать
резервирование быстродействующих защит с выдержкой времени, не превышающей 1,5 с с учетом
действия УРОВ.
2. Повреждения, отключение которых с выдержкой времени может привести к нарушению работы
ответственных потребителей, должны отключаться без выдержки времени (например, повреждения,
при которых остаточное напряжение на шинах электростанций и подстанций будет ниже 0,6
U
ном
, если
отключение их с выдержкой времени может привести к саморазгрузке вследствие лавины напряжения,
или повреждения с остаточным напряжением 0,6
U
ном
и более, если отключение их с выдержкой време-
ни может привести к нарушению технологии).
3. При необходимости осуществления быстродействующего АПВ на линии должна быть установ-
лена быстродействующая защита, обеспечивающая отключение поврежденной линии без выдержки
времени с обеих сторон.
4. При отключении с выдержкой времени повреждений с токами, в несколько раз превосходящими
номинальный, возможен недопустимый перегрев проводников.
Допускается применение быстродействующих защит в сложных сетях и при отсутствии изложен-
ных выше условий, если это необходимо для обеспечения селективности.
3.2.109.
При оценке обеспечения требований устойчивости, исходя из значений остаточного напряжения по
3.2.108, необходимо руководствоваться следующим:
1. Для одиночной связи между электростанциями или энергосистемами указанное в 3.2.108 оста-
точное напряжение должно быть проверено на шинах подстанций и электростанций, входящих в дан-
ную связь, при КЗ на линиях, отходящих от этих шин, кроме линий, образующих связь; для одиночной
связи, содержащей часть участков с параллельными линиями, — также при КЗ на каждой из этих па-
раллельных линий.
2. При наличии нескольких связей между электростанциями или энергосистемами указанное в 3.2.108
значение остаточного напряжения должно быть проверено на шинах только тех подстанций или элект-
ростанций, где соединяются эти связи, при КЗ на связях и на других линиях, питающихся от этих шин,
а также на линиях, питающихся от шин подстанций связей.
3. Остаточное напряжение должно быть проверено при КЗ в конце зоны, охватываемой первой
ступенью защиты в режиме каскадного отключения повреждения, т. е. после отключения выключателя
с противоположного конца линии защитой без выдержки времени.
3.2.110.
На одиночных линиях с односторонним питанием от многофазных замыканий следует устанавливать
ступенчатые токовые защиты или ступенчатые защиты тока и напряжения. Если такие защиты не удов-
летворяют требованиям чувствительности или быстроты отключения повреждения (см. 3.2.108), на-
пример на головных участках, или если это целесообразно по условию согласования защит смежных
участков с защитой рассматриваемого участка, должна быть предусмотрена ступенчатая дистанцион-
ная защита. В последнем случае в качестве дополнительной защиты рекомендуется использовать токо-
вую отсечку без выдержки времени.
От замыканий на землю должна быть предусмотрена, как правило, ступенчатая токовая направлен-
ная или ненаправленная защита нулевой последовательности. Защита должна быть установлена, как
правило, только с тех сторон, откуда может быть подано питание.
Для линий, состоящих из нескольких последовательных участков, с целью упрощения допускается
использование неселективных ступенчатых защит тока и напряжения (от многофазных замыканий)
273
и ступенчатых токовых защит нулевой последовательности (от замыканий на землю) в сочетании с уст-
ройствами поочередного АПВ.
3.2.111.
На одиночных линиях, имеющих питание с двух или более сторон (последнее — на линиях с ответвле-
ниями), как при наличии, так и при отсутствии обходных связей, а также на линиях, входящих в коль-
цевую сеть с одной точкой питания, от многофазных замыканий должна быть применена дистанцион-
ная защита (преимущественно трехступенчатая), используемая в качестве резервной или основной
(последнее — только на линиях 110—220 кВ).
В качестве дополнительной защиты рекомендуется использовать токовую отсечку без выдержки
времени. В отдельных случаях допускается использовать токовую отсечку для действия при ошибоч-
ном включении на трехфазную закоротку в месте установки защиты, когда токовая отсечка, выполнен-
ная для действия в других режимах, не удовлетворяет требованию чувствительности (см. 3.2.26).
От замыканий на землю должна быть предусмотрена, как правило, ступенчатая токовая направлен-
ная или ненаправленная защита нулевой последовательности.
3.2.112.
В качестве основной защиты от многофазных замыканий на приемном конце головных участков коль-
цевой сети с одной точкой питания рекомендуется применять одноступенчатую токовую направлен-
ную защиту; на других одиночных линиях (преимущественно 110 кВ) допускается в отдельных случа-
ях применять ступенчатые токовые защиты или ступенчатую защиту тока и напряжения, выполняя их
в случае необходимости направленными. Защиту следует устанавливать, как правило, только с тех
сторон, откуда может быть подано питание.
3.2.113.
На параллельных линиях, имеющих питание с двух или более сторон, а также на питающем конце
параллельных линий с односторонним питанием могут быть использованы те же защиты, что и на
соответствующих одиночных линиях (см. 3.2.110 и 3.2.111).
Для ускорения отключения замыканий на землю, а в отдельных случаях и замыканий между фазами
на линиях с двусторонним питанием может быть применена дополнительная защита с контролем направ-
ления мощности в параллельной линии. Эта защита может быть выполнена в виде отдельной поперечной
токовой защиты (с включением реле на ток нулевой последовательности или на фазные токи) или только
в виде цепи ускорения установленных защит (токовой нулевой последовательности, максимальной токо-
вой, дистанционной и т.п.) с контролем направления мощности в параллельных линиях.
С целью повышения чувствительности защиты нулевой последовательности допускается пред-
усматривать выведение из работы отдельных ее ступеней при отключении выключателя параллельной
линии.
На приемном конце двух параллельных линий с односторонним питанием, как правило, должна
быть предусмотрена поперечная дифференциальная направленная защита.
3.2.114.
Если защита по 3.2.113 не удовлетворяет требованиям быстродействия (см. 3.2.108), в качестве основ-
ной защиты (при работе двух параллельных линий) на питающем конце двух параллельных линий 110—
220 кВ с односторонним питанием и на двух параллельных линиях 110 кВ с двусторонним питанием
преимущественно в распределительных сетях может быть применена поперечная дифференциальная
направленная защита.
При этом в режиме работы одной линии, а также в качестве резервной при работе двух линий
используется защита по 3.2.110 и 3.2.111. Допускается включение этой защиты или отдельных ее сту-
пеней на сумму токов обеих линий (например, последней ступени токовой защиты нулевой последова-
тельности) с целью повышения ее чувствительности к повреждениям на смежных элементах.
Допускается использование поперечной дифференциальной направленной защиты в дополнение
к ступенчатым токовым защитам параллельных линий 110 кВ для уменьшения времени отключения
повреждения на защищаемых линиях в случаях, когда по условиям быстродействия (см. 3.2.108) ее
использование не является обязательным.
3.2.115.
Если защита по 3.2.111—3.2.113 не удовлетворяет требованию быстродействия (см. 3.2.108), в качестве
основных защит одиночных и параллельных линий с двусторонним питанием следует предусматри-
вать высокочастотные и продольные дифференциальные защиты.
Для линий 110—220 кВ рекомендуется осуществлять основную защиту с использованием высоко-
частотной блокировки дистанционной и токовой направленной нулевой последовательности защит, когда
это целесообразно по условиям чувствительности (например, на линиях с ответвлениями) или упроще-
ния защиты.
При необходимости прокладки специального кабеля использование продольной дифференциаль-
ной защиты должно быть обосновано технико-экономическим расчетом.
Для контроля исправности вспомогательных проводов защиты должны быть предусмотрены спе-
циальные устройства.
274
На линиях 330—350 кВ в дополнение к высокочастотной защите следует предусматривать исполь-
зование устройства передачи отключающего или разрешающего высокочастотного сигнала (для уско-
рения действия ступенчатой резервной защиты), если это устройство предусмотрено для других целей.
На линиях 500 кВ допускается устанавливать указанное устройство специально для релейной защиты.
Допускается в случаях, когда это требуется по условиям быстродействия (см. 3.2.108) или чувстви-
тельности (например, на линиях с ответвлениями), использование передачи отключающего сигнала
для ускорения действия ступенчатых защит линий 110—220 кВ.
3.2.116.
При выполнении основной защиты по 3.2.115 в качестве резервных следует применять:
от многофазных КЗ, как правило, дистанционные защиты, преимущественно трехступенчатые;
от замыканий на землю ступенчатые токовые направленные или ненаправленные защиты нулевой
последовательности.
На случай длительного выведения из действия основной защиты, указанной в 3.2.115, когда эта
защита установлена по требованию быстроты отключения повреждения (см. 3.2.108), допускается пред-
усматривать неселективное ускорение резервной защиты от замыканий между фазами (например, с конт-
ролем значения напряжения прямой последовательности).
3.2.117.
Основные защиты, быстродействующие ступени резервных защит от многофазных замыканий и изме-
рительные органы устройства ОАПВ для линий 330—350 кВ должны быть специального исполнения,
обеспечивающего их нормальное функционирование (с заданными параметрами) в условиях интен-
сивных переходных электромагнитных процессов и значительных емкостных проводимостей линий.
Для этого должны быть предусмотрены:
в комплектах защит и измерительных органах ОАПВ — мероприятия, ограничивающие влияние
переходных электромагнитных процессов (например, низкочастотные фильтры);
в дифференциально-фазной высокочастотной защите, установленной на линиях длиной более
150 км, — устройства компенсации токов, обусловленных емкостной проводимостью линии.
При включении быстродействующих защит на сумму токов двух или более трансформаторов тока в слу-
чае невозможности выполнения требований 3.2.29 рекомендуется предусматривать специальные мероприя-
тия для исключения излишнего срабатывания защит при внешних повреждениях (например, загрубление за-
щит) или устанавливать в цепи линии отдельный комплект трансформаторов тока для питания защиты.
В защитах, установленных на линиях 330—500 кВ, оборудованных устройствами продольной емкост-
ной компенсации, должны быть предусмотрены мероприятия для предотвращения излишнего срабаты-
вания защиты при внешних повреждениях, обусловленного влиянием указанных устройств. Например,
могут быть использованы реле направления мощности обратной последовательности или передача раз-
решающего сигнала.
3.2.118.
В случае применения ОАПВ устройства релейной защиты должны быть выполнены так, чтобы:
1) при замыканиях на землю одной фазы, а в отдельных случаях и при замыканиях между двумя
фазами было обеспечено отключение только одной фазы (с последующим ее автоматическим повтор-
ным включением);
2) при неуспешном повторном включении на повреждения, указанные в п. 1, производилось от-
ключение одной или трех фаз в зависимости от того, предусматривается длительный неполнофазный
режим работы линии или не предусматривается;
3) при других видах повреждения защита действовала на отключение трех фаз.
ЗАЩИТА ШИН, ЗАЩИТА НА ОБХОДНОМ,
ШИНОСОЕДИНИТЕЛЬНОМ И СЕКЦИОННОМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯХ
3.2.119.
Для сборных шин 110 кВ и выше электростанций и подстанций отдельные устройства релейной защи-
ты должны быть предусмотрены:
1) для двух систем шин (двойная система шин, полуторная схема и др.) и одиночной секциониро-
ванной системы шин;
2) для одиночной несекционированной системы шин, если отключение повреждений на шинах дей-
ствием защит присоединенных элементов недопустимо по условиям, которые аналогичны приведен-
ным в 3.2.108, или если на линиях, питающих рассматриваемые шины, имеются ответвления.
3.2.120.
Для сборных шин 35 кВ электростанций и подстанций отдельные устройства релейной защиты долж-
ны быть предусмотрены:
по условиям, приведенным в 3.2.108;
для двух систем или секций шин, если при использовании для их разделения защиты, установлен-
ной на шиносоединительном (секционном) выключателе, или защит, установленных на элементах, ко-
275
торые питают данные шины, не удовлетворяются требования надежности питания потребителей (с уче-
том возможностей, обеспечиваемых устройствами АПВ и АВР).
3.2.121.
В качестве защиты сборных шин электростанций и подстанций 35 кВ и выше следует предусматри-
вать, как правило, дифференциальную токовую защиту без выдержки времени, охватывающую все
элементы, которые присоединены к системе или секции шин. Защита должна осуществляться с приме-
нением специальных реле тока, отстроенных от переходных и установившихся токов небаланса (на-
пример, реле, включенных через насыщающиеся трансформаторы тока, реле с торможением).
При присоединении трансформатора (автотрансформатора) 330 кВ и выше более чем через один
выключатель рекомендуется предусматривать дифференциальную токовую защиту ошиновки.
3.2.122.
Для двойной системы шин электростанций и подстанций 35 кВ и выше с одним выключателем на
присоединенный элемент дифференциальная защита должна быть предусмотрена в исполнении для
фиксированного распределения элементов.
В защите шин 110 кВ и выше следует предусматривать возможность изменения фиксации при пе-
реводе присоединения с одной системы шин на другую на рядах зажимов.
3.2.123.
Дифференциальная защита, указанная в 3.2.121 и 3.2.122, должна быть выполнена с устройством конт-
роля исправности вторичных цепей задействованных трансформаторов тока, действующим с выдерж-
кой времени на вывод защиты из работы и на сигнал.
3.2.124.
Для секционированных шин 6—10 кВ электростанций должна быть предусмотрена двухступенчатая
неполная дифференциальная защита, первая ступень которой выполнена в виде токовой отсечки по
току и напряжению или дистанционной защиты, а вторая — в виде максимальной токовой защиты.
Защита должна действовать на отключение питающих элементов и трансформатора собственных нужд.
Если при указанном выполнении второй ступени защиты не обеспечивается требуемая чувстви-
тельность при КЗ в конце питаемых реактированных линий (нагрузка на шинах генераторного напря-
жения большая, выключатели питаемых линий установлены за реакторами), следует выполнять ее в виде
отдельных комплектов максимальных токовых защит с пуском или без пуска напряжения, устанавли-
ваемых в цепях реакторов; действие этих комплектов на отключение питающих элементов должно
контролироваться дополнительным устройством, срабатывающим при возникновении КЗ. При этом на
секционном выключателе должна быть предусмотрена защита (предназначенная для ликвидации по-
вреждений между реактором и выключателем), вводимая в действие при отключении этого выключа-
теля. При выделении части питающих элементов на резервную систему шин должна быть предусмот-
рена неполная дифференциальная защита шин в исполнении для фиксированного распределения
элементов.
Если возможны частые режимы работы с разделением питающих элементов на разные системы
шин, допускается предусматривать отдельные дистанционные защиты, устанавливаемые на всех пита-
ющих элементах, кроме генераторов.
3.2.125.
Для секционированных шин 6—10 кВ электростанций с генераторами мощностью 12 МВт и менее
допускается не предусматривать специальную защиту; при этом ликвидация КЗ на шинах должна осу-
ществляться действием максимальных токовых защит генераторов.
3.2.126.
Специальные устройства релейной защиты для одиночной секционированной и двойной систем шин
6—10 кВ понижающих подстанций, как правило, не следует предусматривать, а ликвидация КЗ на
шинах должна осуществляться действием защит трансформаторов от внешних КЗ и защит, установлен-
ных на секционном или шиносоединительном выключателе. В целях повышения чувствительности
и ускорения действия защиты шин мощных подстанций допускается применять защиту, включенную
на сумму токов питающих элементов. При наличии реакторов на линиях, отходящих от шин подстан-
ций, допускается защиту шин выполнять по аналогии с защитой шин электростанций.
3.2.127.
При наличии трансформаторов тока, встроенных в выключатели, для дифференциальной защиты шин
и для защит присоединений, отходящих от этих шин, должны быть использованы трансформаторы
тока, размещенные с разных сторон выключателя, чтобы повреждения в выключателе входили в зоны
действия этих защит.
Если выключатели не имеют встроенных трансформаторов тока, то в целях экономии следует пред-
усматривать выносные трансформаторы тока только с одной стороны выключателя и устанавливать их
по возможности так, чтобы выключатели входили в зону действия дифференциальной защиты шин.
При этом в защите двойной системы шин с фиксированным распределением элементов должно быть
предусмотрено использование двух сердечников трансформаторов тока в цепи шиносоединительного
выключателя.
При применении отдельных дистанционных защит в качестве защиты шин трансформаторы тока этих
защит в цепи секционного выключателя должны быть установлены между секцией шин и реактором.
276
3.2.128.
Защиту шин следует выполнять так, чтобы при опробовании поврежденной системы или секции шин
обеспечивалось селективное отключение системы (секции) без выдержки времени.
3.2.129.
На обходном выключателе 110 кВ и выше при наличии шиносоединительного (секционного) выключа-
теля должны быть предусмотрены защиты (используемые при проверке и ремонте защиты, выключа-
теля и трансформаторов тока любого из элементов, присоединенных к шинам);
трехступенчатая дистанционная защита и токовая отсечка от многофазных КЗ;
четырехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности от замыкания на
землю.
При этом на шиносоединительном (секционном) выключателе должны быть предусмотрены защи-
ты (используемые для разделения систем или секций шин при отсутствии УРОВ или выведении его
или защиты шин из действия, а также для повышения эффективности дальнего резервирования):
двухступенчатая токовая защита от многофазных КЗ;
трехступенчатая токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю.
Допускается установка более сложных защит на шиносоединительном (секционном) выключателе,
если это требуется для повышения эффективности дальнего резервирования.
На шиносоединительном (секционном) выключателе 110 кВ и выше, предназначенном и для вы-
полнения функции обходного выключателя, должны быть предусмотрены те же защиты, что на обход-
ном и шиносоединительном (секционном) выключателях при их раздельном исполнении.
Рекомендуется предусматривать перевод основных быстродействующих защит линий 110 кВ и выше
на обходной выключатель.
На шиносоединительном (секционном) выключателе 3—35 кВ должна быть предусмотрена двух-
ступенчатая токовая защита от многофазных КЗ.
3.2.130.
Отдельную панель защиты, предназначенную специально для использования вместо выводимой на про-
верку защиты линии, следует предусматривать при схемах электрических соединений, в которых от-
сутствует обходной выключатель (например, четырехугольник, полуторная схема и т.п.); такую отдель-
ную панель защиты следует предусматривать для линий 220 кВ, не имеющих отдельной основной
защиты; для линий 330—500 кВ.
Допускается предусматривать отдельную панель защиты для линий 110 кВ, не имеющих отдель-
ной основной защиты, при схемах электрических соединений «мостик» с выключателями в цепях ли-
ний и «многоугольник», если при проверке защиты линии ликвидировать повреждения на ней в соот-
ветствии с предъявляемыми требованиями более простыми средствами технически невозможно.
ЗАЩИТА СИНХРОННЫХ КОМПЕНСАТОРОВ
3.2.131.
Устройства релейной защиты синхронных компенсаторов следует выполнять аналогично предусматри-
ваемым для турбогенераторов соответствующих мощностей со следующими отличиями:
1. Защита от токов, обусловленных симметричной перегрузкой, действующая на сигнал, должна
выводиться на период пуска, если в этом режиме возможно ее действие.
2. Следует предусматривать минимальную защиту напряжения, действующую на отключение вы-
ключателя синхронного компенсатора. Напряжение срабатывания защиты должно быть принято рав-
ным 0,1—0,2
U
ном
, выдержка времени — около 10 с.
3. Должна быть предусмотрена защита, действующая при кратковременном исчезновении питания
подстанции (например, в бестоковую паузу АПВ питающей линии). Защита должна выполняться в ви-
де минимальной защиты частоты и действовать на отключение выключателя синхронного компенсато-
ра или на АГП. Допускается использование защиты, выполненной на других принципах, например
реагирующей на скорость снижения частоты.
4. На синхронных компенсаторах мощностью 50 Мвар и более следует предусматривать защиту от
потери возбуждения (снижения тока возбуждения ниже допустимого предела) с действием на отключение
синхронного компенсатора или на сигнал. Для синхронных компенсаторов, на которых предусматривается
возможность перевода на режим работы с отрицательным током ротора, эту защиту допускается не применять.
5. Для синхронного компенсатора, работающего в блоке с трансформатором, при замыкании на
землю в обмотке статора должно быть предусмотрено действие защиты, установленной на стороне
низшего напряжения трансформатора.
Если ток замыкания на землю на стороне низшего напряжения трансформатора превышает 5 А,
допускается не устанавливать дугогасящий реактор и выполнять защиту с двумя выдержками времени;
с меньшей выдержкой времени предусматривается отключение выключателя синхронного компенса-
тора, а с большей — подача сигнала.