Защита сборных шин электростанций с генераторами мощностью 63—100 МВт
Схема защиты одиночной системы шин генераторного напряжения 10 кВ с поэлементным охватом реакторов отходящих линий приведена на рис. 7. Схема дана для секции II шин 10 кВ с учетом питания собственных нужд 6 кВ от трансформатора собственных нужд напряжением 10/6 кВ.
Для защиты шин от, междуфазных КЗ предусмотрена неполная дифференциальная токовая защита с использованием комбинированной отсечки по току и напряжению. Для данной защиты используются два реле тока РТН1 и РТН2 с насыщающимися трансформаторами типа РНТ- 567, включенные на сумму вторичных токов трансформаторов тока, установленных на питающих элементах (генераторе, трансформаторе связи с системой и на секционных реакторах), а также на трансформаторе собственных нужд.
Пуск по напряжению осуществляется от трех реле РН1, РН2 и РИЗ минимального напряжения (типа РН-53/60Д), которые включаются на линейные напряжения трансформаторов напряжения, установленных на защищаемой секции II шин.
Комбинированная отсечка по току и напряжению действует без выдержки времени на отключение генератора, трансформатора связи и секционных реакторов, связывающих секции /—II и II—III, а также трансформатора собственных нужд с целью ускорения действия устройства АВР.
Поэлементная максимальная токовая защита выполняется на каждой линии с помощью двух реле тока типа РТ-40, которые подключаются к трансформаторам тока аз А и С, установленным на линии до реактора. Эти реле Т1—РТ4 запускают общее реле времени РВ1, которое после истечения установленной выдержки времени действует на отключение всех питающих элементов и трансформаторов собственных нужд через выходные реле РП1 и РП2, входящие в схему защиты шин.
В схеме поэлементной максимальной токовой защиты предусмотрено устройство, фиксирующее режим появления КЗ. В качестве такого устройства используется так называемая блокировка при качаниях типа КРБ-122 (ныне снятая с производства) или типа КРБ-126.
Устройство КРБ-126 применяется в дистанционных защитах линий напряжением 110 кВ и выше для предотвращения возможности неправильной работы этих защит при качаниях в электрической системе. При нарушении синхронной работы генераторов в электрической системе возникают явления, которые называются качаниями. Они сопровождаются увеличением тока и снижением напряжения в сети, что может привести к действию тех защит, которые реагируют на изменения тока, напряжения и сопротивления, подводимых к защите. Необходимо обеспечить недействие защиты при качаниях в электрической системе, так как рад защит, например дистанционная, токовая отсечка и др,, воспринимают качания как симметричное КЗ, а неправильные действия защиты могут привести к тяжелым авариям. В связи с этим и применяется специальная блокировка от качаний, которая должна предотвратить возможность ложной работы защит в этом режиме.
Устройство КРБ-126 предотвращает возможную ложную работу максимальной токовой защиты при ее проверках и вводит ее в действие только при КЗ. Нормально защита заблокирована с помощью разомкнутого контакта 1РП.З реле 1РП данного устройства в цепи пуска промежуточного реле РПЗ.
Рис 7.
Рис. 7. Схема защиты одиночной системы шин 10 кВ с поэлементным охватом реакторов отходящих линий:
а — цепи переменного тока; 6 — цепи постоянного тока; РТН1, РТН2 — реле тока КРБ1 — устройство блокировки при качания КРБ-126; РВ1 — реле времени РУ-21/0.025; Ц1—Н5 — накладки НКР-3; БИ1 — блок испытательный БИ-5, РНТ-565; PTI—PT4 — реле тока PT-40: РН1—РНЗ — реле напряжения РН-54Л60; PB-134: РП1—РПЗ — реле промежуточные РП-23; РУ1. РУ2 — реле указательные
Пусковой орган устройства КРБ-126 содержит фильтр тока обратной последовательности (ФТОП), который включается на суммарный ток всех питающих элементов, присоединенных к соответствующей секции шин 6—10 кВ, На выходе фильтра подключено пусковое токовое реле 1РТ. Оно реагирует на токи обратной последовательности, которые появляются при несимметричных КЗ, а также кратковременно и при трехфазных КЗ. Кратковременное появление сигнала на выходе фильтра тока обратной последовательности устройства КРБ-126 объясняется тем, что несимметрия даже при включении линии на закороченные три фазы возникает вследствие неодновременного замыкания фаз выключателя, а при одновременном (что маловероятно) замыкании всех трех фаз — за счет переходных процессов, возникающих в фильтре токов обратной последовательности. Следует отметить, что реле напряжения и реле времени, входящие в заводской комплект блокировки КРБ-126, в схеме защиты шин 6—10 кВ не используются.
До подачи постоянного тока на панель защиты шин (до установки крышки испытательного блока БШ) в устройстве КРБ-126 замкнуты контакты ЗРП.1, 1РП.2, 1РП.З и 1РТ.1 и разомкнуты контакты 1РП.1 и 1РТ.2. После подачи напряжения постоянного тока на панель защиты (после установки крышки испытательного блока БИ1) и при нормальном режиме работы шин 6—10 кВ без задержки срабатывает промежуточное реле 1РП, цепь питания обмотки которого замкнута через контакт реле ЗРП. При этом размыкаются контакты 1РП.2, 1РП.З и замыкается контакт 1РП.1, создается цепь самоудерживания этого реле через контакты 1РТ.1 и 1РП.1. Размыкание контакта 1РП.2, который шунтирует обмотку реле ЗРП, приводит к срабатыванию этого реле, которое с задержкой своим контактом размыкает пусковую цепь реле 1РП. Размыкание контакта 1РП.З приводит к разрыву цепи обмотки промежуточного реле РИЗ в схеме поэлементной максимальной токовой защиты.
При повреждении на какой-либо отходящей линии 6— 10 кВ хотя бы кратковременно появляются токи обратной последовательности, срабатывает реле тока JPT. При этом размыкается его контакт 1РТ.1 и замыкается контакт 1РТ.2. Размыкание контакта 1РТ.1 приводит к отпаданию промежуточного реле 1РП, вследствие чего замыкаются его контакты 1РП.2 и 1РП.З и размыкается контакт 1РП.1. Через замкнутый контакт 1РП.З и контакты реле тока РТ1—РТ4 поэлементной максимальной токовой защиты поврежденной отходящей линии подается «плюс» на обмотку промежуточного реле РПЗ, которое запускает реле времени PBJ, а последнее с соответствующей выдержкой времени действует на отключение всех питающих элементов данной секции.
Следует отметить, что контакт 1РП.З вводит в действие поэлементную максимальную токовую защиту на время, определяемое временем задержки реле ЗРП, которое составляет примерно 0,35—0,4 с. Учитывая, что эта защита действует с большим временем (порядка 0,7—3 с), предусматривают самоудерживание выносного промежуточного реле РПЗ, которое действует на реле времени. Самоудерживание выходного промежуточного реле РПЗ необходимо, поскольку контакт 1РТ.2 шунтирует обмотку реле ЗРП, вследствие чего его контакт ЗРП.1 замыкается еще до отключения повреждения и быстро восстанавливается нормальное положение реле 1РП. Реле РПЗ возвращается в исходное состояние после отключения КЗ, когда реле тока поэлементной защиты размыкают свои контакты после отключения КЗ на линии.
В рассматриваемой схеме на рис. 7 имеются накладки Н2-к ИЗ, предназначенные для вывода из действия соответственно неполной дифференциальной и поэлементной максимальной токовых защит при проверках или неисправностях их. Кроме того, предусмотрены накладки И4, И 5 на каждом комплекте поэлементной токовой защиты для; возможности вывода из действия этого комплекта при проверке реле и трансформаторов тока этой линии.
Как видно из схемы, приведенной на рис. 7, трансформаторы тока ТТ4, установленные на секционном реакторе секций /—II со стороны секции /, и трансформаторы тока ТТ9 на секционном выключателе секций II—III со стороны секции III, участвуют в схеме защиты шин секции //. Это предотвращает срабатывание защиты шин секции II при повреждениях на смежных секциях I и III, поскольку они находятся вне зоны ее действия.
На сборных шинах 6 кВ питание потребителей собственных нужд осуществляется от реактированных линий 6 кВ, которые не охватываются защитой шин 6 кВ. Неполная дифференциальная токовая защита шин выполняется так же, как на схеме рис. 7, но с использованием трансформаторов тока только питающих элементов. При повреждениях до реактора линии собственных нужд защита шин действует без выдержки времени на отключение всех питающих элементов. Она отключает также выключатель рабочей линии собственных нужд для ускорения включения от устройства АВР резервной линии, присоединенной к другой секции шин.
Повреждения в реакторе линии собственных нужд ликвидируются так же, как и на отходящих линиях 6 кВ,— поэлементной максимальной токовой защитой с использованием устройства КРБ-126.
• На резервной линии питания собственных нужд предусматривается поэлементная максимальная токовая защита с пуском по напряжению, обеспечивающим необходимую чувствительность.
Защиты шин секций / и III выполняются аналогично защите шин секции II, но с действием соответственно на отключение секционных реакторов секций /—II и II—III.
•Недостатком рассматриваемой схемы защиты является возможность одновременного отключения смежных секций / и II при КЗ между реактором и секционным выключателем В4 секций I и II. В этом случае секция II отключается от неполной дифференциальной токовой защиты шин данной секции, а секция I отключается от максимальной токовой защиты секционного реактора, которая вводится автоматически в действие после отключения секционного выключателя (см. § 2). Защита шин секции / в этом случае не срабатывает, так как остаточное напряжение на шинах этой секции при КЗ за реактором будет больше уставки реле минимального напряжения органа пуска по напряжению защиты шин секции /.
Этот недостаток можно устранить, если предусмотреть при указанном выше повреждении отключение от защиты шин секции II только секционного выключателя, присоединенного к секции II, с сохранением в работе питающих элементов данной секции. А повреждение, которое продолжает питаться от секции / через секционный реактор, будет ликвидировано максимальной токовой защитой секционного реактора, вводимой автоматически в действие после отключения секционного реактора и действующей на отключение всех питающих элементов, присоединенных к секции / шин.
Для ликвидации указанного выше недостатка защиты рекомендуется (см. п. 4.16 [9]) внести в схемы защиты изменения, приведенные на рис. 8.
Как видно из этого рисунка, при повреждениях между секционным реактором и секционным выключателем ВЗ, присоединенным к секции II, от защиты шин секции II срабатывает выходное промежуточное реле РП1, которое действует на отключение секционного выключателя. Выключатели В4 и В5 питающих элементов секции II (генератора и трансформатора связи) не отключаются, так как в результате срабатывания реле тока РТН1 и РТН2 защиты секции I размыкаются их контакты и выходное промежуточное реле РП2, действующее на отключение питающих элементов секции II, не срабатывает. Таким образом сохраняется в работе секция II, отделившаяся после отключения секционного выключателя ВЗ от места повреждения.
При повреждениях между трансформаторами тока секционного выключателя, установленными со стороны секции II, и выключателем ВЗ необходимо отключить питающие элементы секции II. Но выходное промежуточное реле РП2 не приходит в действие, так как при этом повреждении размыкаются блокирующие контакты токовых реле РТН1 и РТН2 защиты шин секции I. В связи с этим предусматривается установка реле бремени РВЗ, которое запускается защитой шин секции //, и с выдержкой времени порядка 0,3 с его замыкающий контакт шунтирует цепь блокирующих контактов реле тока РТН1 и РТН2. Промежуточное реле РП2 срабатывает и действует на отключение питающих элементов секции II шин.
Рис. 8. Схема блокировки защит шин смежных секций:
PTHl, РТН2 — дифференциальные токовые реле защиты шин секции /; РП1. РП2 — выходные промежуточные реле защиты шин секции //; РВЗ — реле времени РВ-114
При КЗ на сборных шинах секции II реле тока РТН1 и РТН2 защиты шин секции I не срабатывают, так как эти повреждения находятся вне зоны действия этой защиты (за трансформаторами тока секционного реактора со стороны секции II шин). Отключение поврежденной секции II происходит от защиты шин этой секции без выдержки времени.
Схема защиты двойной системы шин 6 кВ с поэлементным охватом реакторов отходящих линий приведена на рис. 9. Эта схема дана для нормального режима, когда резервная система шин не используется и, следовательно, шиносоединительный выключатель данной секции отключен.
Для защиты шин от междуфазных КЗ используется неполная дифференциальная токовая защита с реле РТН1 и РТН2 типа РНТ-567 (или РНТ-562), включенными на сумму токов трансформаторов тока фаз А к С, установленных на питающих элементах данной секции. Защита действует без выдержки времени на отключение питающих элементов: генератора, выключателя 6 кВ трансформатора связи с системой и секционных реакторов. При применении двухобмоточного трансформатора связи с системой защита шин действует на его отключение с обеих сторон.
Рис. 9.
Рис. 9. Схема защиты двойной системы шин 6 кВ с поэлементным охватом реакторов отходящих линий:
а — цепи переменного тока: б — цепи постоянного тока: PTHI. РТН2 — реле то РИЗ — реле напряжения РН-54/160: КРБ! — устройство блокировки при качаниях РП5 — реле промежуточное РП-252; РУ1, РУ2 — реле указательные РУ-21/0.025; ки испытательные БИ-4; R1 — резистор с сопротивлением 4500 Ом типа ПЭВ-50, ка РНТ-565; РТ1—РТ4 — реле тока РТ-40; РТ5, РТ6—репе тока РТ-40; PHI— КРБ-126; РВ1 — реле времени PB-I34; РП1—РП4 — реле промежуточные РП-23; HI—HS — накладки НКР-3; БИ1 — блок испытательный БИ-6;
Для отключения КЗ в реакторах отходящих линий и для резервирования линейных защит используется поэлементная максимальная токовая защита с реле тока типа РТ-40, установленными на фазах Л и С каждой отходящей линии, включая и реактированные линии собственных нужд. Для фиксации появления КЗ на линии, как и в схеме защиты по рис. 7, используется устройство типа КРБ- 126.
На ШСВ установлены трансформаторы тока с таким же коэффициентом трансформации, как и у трансформаторов тока питающих элементов. Они нормально отсоединены от схемы токовых цепей дифференциальной защиты
шин при снятой крышке, испытательного блока БИ2, включенного в цепях трансформаторов тока ШСВ. Эти трансформаторы тока вводятся в схему защиты шин в режимах; когда включен ШСВ для питания элементов, переведенных с рабочей системы шин на резервную, а также когда ШСВ используется для питания потребителей секции II от других секций при отключенных на данной секции питающих элементах.
В рассматриваемой схеме защиты шин предусмотрено замедление отключения выключателей питающих элементов при опробовании одной из систем шин подачей напряжения через ШСВ. При замыкании ключом управления цепи включения ШСВ реле РП5 срабатывает, включает выключатель и одновременно мгновенно размыкает свои контакты, подающие «минус» на обмотку выходных промежуточных реле РП1 и РП2. Реле РП5 имеет замедление на возврат, которое больше суммы времен действия защиты и отключения ШСВ, что обеспечивает недействие выходных реле РП1 и РП2. Цепь на отключение без выдержки времени ШСВ от защиты шин сохраняется с помощью отдельного промежуточного реле РПЗ, что обеспечивает отключение только ШСВ в случае повреждения на опробуемой системе шин.
Как указано выше, для опробования свободной системы шин подачей напряжения с помощью ШСВ используется не его собственная защита, а защита шин, что более надежно и не требует операций от дежурного персонала. В схеме предусмотрена возможность разрыва цепи на отключение шиносоединительного выключателя от защиты шин с. помощью накладки Н8. Это требуется при переводе элементов с одной системы шин на другую для предотвращения отключения разъединителем токов повреждения при КЗ на шинах, когда замкнуты оба разъединителя одного из переводимых элементов. Следует отметить, что во время перевода присоединений с одной системы шин на другую трансформаторы тока в цепи ШСВ должны быть зашунтированы с помощью испытательного блока и защита на нем должна быть выведена из действия.
Для сохранения в работе защиты шин во время ремонта ШСВ предусмотрена накладка Н4, которую следует замкнуть и шунтировать тем самым контакты РП5.
Как и в схеме рис. 7, в цепях поэлементной максимальной токовой защиты установлены накладки Н5, Н6 и Н7, позволяющие отсоединить любой комплект реле тока от выходных реле защиты шин. Это требуется при проверке реле или трансформаторов тока на отключенной линии, а также в случае выделения какой-либо линии на резервную систему шин, когда для защиты переведенной линии используется защита ШСВ. В этом случае трансформаторы тока ШСВ должны быть дешунтированы (вставлена крышка испытательного блока БИ2), чтобы повреждения на резервной системе шин и на переведенной линии ликвидировались защитой шиносоединительного выключателя, что сохраняет в работе рабочую систему шин.
Для двойной системы шин генераторного напряжения 10 кВ, когда для питания собственных нужд применяется трансформатор собственных нужд 10/6 кВ, защита шин действует без выдержки времени на отключение питающих элементов и трансформатора собственных нужд, как в схеме рис. 7.
Для исключения недостатка, присущего и приведенной на рис. 7 схеме, а именно возможности одновременного отключения секций I и II при КЗ между реактором и секционным выключателем (см. описание схемы рис. 7), в рассматриваемую схему рис. 9 внесены изменения, приведенные выше на схеме рис. 8. Это обеспечивает отключение только секционного выключателя, присоединенного к секциям / и II, и сохраняет в работе питающие элементы секции II. Во всем остальном схема этой защиты аналогична схеме, приведенной на рис. 7.
Схема защиты одиночной системы шин 10 кВ с дифференциальной защитой секционного реактора и поэлементным охватом реакторов отходящих линий приведена на рис. 10.
Схема защиты шин каждой секции содержит неполную дифференциальную токовую защиту шин, дифференциальную токовую защиту секционного реактора и поэлементную максимальную токовую защиту отходящих линий 10 кВ.
Неполная дифференциальная токовая защита шин выполняется в виде комбинированной токовой отсечки по току и напряжению. Токовые органы защиты выполнены с помощью дифференциальных реле тока РТН1 и РТН2 типа РНТ-567, которые присоединены к трансформаторам тока питающих элементов (генератора, трансформатора связи с системой, секционного реактора, а также трансформатора собственных нужд 10/6 кВ). В качестве пускового органа по напряжению используются три реле РН1—РНЗ минимального напряжения типа РН-54/160, подключенные к трансформатору напряжения секции II и реагирующие на трехфазные и двухфазные КЗ между фазами АВ, ВС и С А. При КЗ на секции //, а также в начальных витках реакторов отходящих линий данная защита срабатывает без выдержки времени, ее выходные реле РП1 и РП2 замыкают цепи на отключение генератора, трансформатора связи и секционных выключателей, связывающих секцию II с двумя смежными секциями, чем и ликвидируется КЗ на этой секции. Кроме того, от данной защиты отключается и трансформатор собственных нужд, при этом происходит включение резервного трансформатора от устройства АВР.
Дифференциальная токовая защита секционного реактора выполняется с помощью дифференциальных реле тока РТНЗ и РТН4 типа РНТ-565, действующих при повреждениях в реакторе на выходные промежуточные реле РП1 и РП2 неполной дифференциальной токовой защиты шин секции //. Эта защита не срабатывает при повреждениях на шинах секций, поскольку эти повреждения находятся вне зоны ее действия, но секционный выключатель, как указано выше, отключается от защиты поврежденных секций шин 6—10 кВ.
Рис. 10.
Рис. 10. Схема защиты одиночной системы шин 10 кВ с дифференциальной токовой защитой секционного реактора в поэлементным охватом реакторов отходящих линий:
а — цепи переменного тока; б — цепи постоянного тока; РТН1, РТН2 — реле тока РИЗ — реле напряжения РН-54/160; КРБ1 — устройство блокировки при качаниях РП-23; РУ1—РУ4 — реле указательные РУ-21/0,025; HI—И7 —накладки НКР-3: ЛТ2 — автотрансформаторы АТ-32-УЭ; КУ1 — переключатель малогабаритный РНТ-567; РТНЗ, РТИ4— реле тока РНТ-565: РТ1—РТ4 — реле тока РТ-40; PHI— КРБ-126: РВ1. РВ2 — реле времени РВ-134; РП1—РП5 — реле промежуточные БИ1 блок испытательный БИ-6: БИ2, БИЗ — блоки испытательные БИ-4: Atl. ПМОФ99-111111/Д42
Поэлементная максимальная токовая защита, предназначенная для отключения повреждений в реакторах линий и для резервирования их защит, выполняется с помощью реле тока типа РТ-40, устанавливаемых на трансформаторах тока фаз А и С на каждой линии до реактора. Для фиксации появления короткого замыкания в защите предусмотрено устройство типа КРБ-126. Как указано выше, данное устройство блокирует защиту в нормальном режиме и вводит ее в действие при КЗ на время порядка 0,35— 0,4 с.
В схеме поэлементной максимальной токовой защиты предусмотрено промежуточное реле РП5, которое при КЗ ца отходящей линии срабатывает от какого-либо реле РТ1—РТ6 и устройства КРБ-126 и остается в этом состоянии после возврата устройства КРБ-126 в исходное положение благодаря самоудерживанию с помощью своего замыкающего контакта до тех пор, пока данная защита с соответствующей выдержкой времени не отключит через выходные промежуточные реле защиты шин все питающие элементы.
Схема защиты шин, приведенная на рис. 10, выполнена таким образом, что при снятии крышек испытательных блоков БИ1, БИ2 и БИЗ на время проверки защиты шин и защиты секционного реактора выводится также из действия устройство КРБ-126. Постоянный ток при этом не снимается с поэлементной максимальной токовой защиты, которая должна в этом режиме оставаться в работе для отключения повреждения в реакторах линий и для резервирования защит отходящих линий при повреждениях на них. Для этой цели в схеме защиты предусмотрен переключатель КУ1, который обеспечивает перевод действия поэлементной защиты через реле времени РВ2 и промежуточные реле РПЗ и РП4. В этом кратковременном режиме допускается работа защиты без комплекта блокировки КРБ-126, т.е. без дополнительного контроля наличия повреждений на линии.
С помощью переключателя КУ1 обеспечивается замыкание цепи срабатывания выходных реле защиты шин РП1 и РП2 от максимальной токовой защиты, установленной на секционном реакторе секций II—III. Это необходимо для отключения питающих элементов секции II в случае КЗ между трансформаторами тока и выключателем секционного реактора, так как на данное повреждение дифференциальная токовая защита секционного реактора не реагирует, поскольку оно вне зоны ее действия (за трансформаторами тока со стороны секции III шин 10 кВ). При указанном повреждении срабатывает защита шин секции III и отключает выключатели всех питающих элементов, присоединенных к этой секции, включая и секционный реактор, связывающий секции II и III. После отключения выключателя этого секционного реактора автоматически вводится в действие его максимальная токовая защита, которая через контакты переключателя КУ1 замыкает цепь выходных реле защиты шин секции II. Таким образом, при этом виде КЗ обесточиваются обе секции шин II и III 10 кВ. Однако такое повреждение происходит чрезвычайно редко. Данная схема пригодна и для сборных шин 6 кВ, на которых, как указывалось выше, питание потребителей собственных нужд электростанции осуществляется от ре- актированных линий 6 кВ. По аналогии с отходящими потребительскими линиями 6 кВ ликвидация коротких замыканий до реактора на линии собственных нужд производится неполной дифференциальной защитой шин, действующей на отключение питающих элементов секции. Короткие замыкания в реакторе ликвидируются, как и на других отходящих линиях, поэлементной токовой защитой через выходные реле защиты шин, действующие на отключение всех питающих элементов.
В цепях контактов токовых реле реактированной линии собственных нужд предусмотрены разъемные зажимы 1, 2 (см. рис. 10), к которым могут подключаться цепи пуска минимального напряжения, если максимальная токовая защита этой линии выполнена с пуском по напряжению по условию отстройки от тока самозапуска электродвигателей собственных нужд. Токовая защита линии собственных нужд также контролируется контактом реле 1РП.З устройства КРБ-126.
Для вывода из действия неполной дифференциальной токовой защиты шин, дифференциальной защиты секционного реактора и поэлементной максимальной токовой защиты используются соответственно накладки Н2—Н4.
В схеме предусмотрены накладки Н5—Н7 в цепях контактов токовых реле поэлементной максимальной токовой защиты реактированных линий, используемые при проверке реле или трансформаторов тока на включенной линии.
В токовых цепях неполной дифференциальной токовой защиты шин установлены понижающие автотрансформаторы тока ATI и AT2 типа АТ-32-УЭ (обычно они применяются в схеме дифференциальной защиты трансформаторов и автотрансформаторов типа ДЗТ-20), которые используются для обеспечения термической стойкости устройства КРБ-126, рассчитанного на номинальный ток 5 А. Необходимость их установки определяется расчетом. При отсутствии автотрансформатора АТ-32-УЗ можно в каждой фазе использовать два трансформатора тока типа ТК-120, 15/5. Первичные обмотки этих трансформаторов тока должны включаться последовательно, а вторичные обмотки — параллельно (что соответствует коэффициенту трансформации Kj=7,5/5).
Следует отметить, что в схеме соединений КРБ-126 указаны только элементы, используемые в защите шин 6— 10 кВ. При выводе для проверки неполной дифференциальной защиты шин секции снимаются крышки испытательных блоков БИ1, БИ2 и БИЗ. При этом выводятся из действия также дифференциальная защита секционного реактора, блокировка КРБ-126 и выходные реле защиты шин. Остающаяся в работе поэлементная токовая защита переводится с помощью переключателя КУ1, устанавливаемого в положение II, на резервные выходные реле РПЗ и РП4, приходящие в действие при срабатывании реле времени РВ2 и действующие на отключение питающих элементов. Кроме того, на секционном реакторе, на котором выведена дифференциальная токовая защита, вводится максимальная токовая отсечка с действием на отключение секционного выключателя и на резервные выходные реле (РПЗ и РП4) поэлементной токовой защиты. Схема защиты шин секций / и III выполняется аналогично схеме защиты шин секции II.
Схема защиты двойной системы шин 10 кВ с дифференциальной токовой защитой секционного реактора и поэлементным охватом реакторов отходящих линий приведена на рис. 11. Она содержит неполную дифференциальную токовую защиту шин, дифференциальную токовую защиту секционного реактора, поэлементную токовую защиту для отходящих линий 10 кВ.
Для неполной дифференциальной токовой защиты шин, выполненной в виде комбинированной отсечки по току и напряжению, используются реле тока РТН1 и РТН2 типа РНТ-567, подключенные к трансформаторам тока питающих элементов и трансформатора собственных нужд 10/6 кВ. К ним можно также подключить трансформаторы тока, установленные на ШСВ. Неполная дифференциальная токовая защита шин при междуфазных КЗ на шинах 10 кВ действует без выдержки времени через выходные промежуточные реле РП1, РП2 на отключение питающих элементов и трансформатора собственных нужд, присоединенных к секции II шин, а также на отключение секционных выключателей В4 и В5 для отделения неповрежденных секций I и III, питающих место короткого замыкания, от поврежденной секции II.
Дифференциальная токовая защита секционного реактора II:—III секций, выполненная на реле тока РНТ-565, срабатывает при повреждениях в реакторе или на ошиновке между реактором и трансформаторами тока данной защиты и действует на те же выходные реле защиты шин II секции РП1 и РП2. Таким образом, при повреждениях в секционном реакторе II—III в работе остаются секции I и III, которые отделяются от места КЗ после отключения выключателей В4 и В5.
Следует отметить, что неполная дифференциальная токовая защита шин секций II и III при повреждениях в реакторе не срабатывает, так как эти повреждения находятся вне зоны действия этих защит (за трансформаторами тока, установленными на реакторе для участия в схеме этих защит) . При коротком замыкании между секционным выключателем В5 и трансформатором тока ТТ9 дифференциальная защита секционного реактора не срабатывает (повреждение вне зоны действия этой защиты), но срабатывает неполная дифференциальная защита секции III, которая обесточивает секцию III. Также обесточивается и секция II от действия максимальной токовой защиты секционного реактора, которая вводится автоматически после отключения секционного выключателя II—III от защиты шин секции, III и действует через переключатель КУ1 на выходные реле РП1 и РП2 защиты секции II. Таким образом, при коротком замыкании между выключателем В5 и трансформаторами тока происходит отключение обеих секций.
Поэлементная максимальная токовая защита отходящих линий 10 кВ выполнена, как и на рис. 10, с помощью двух реле тока типа РТ-40, подключаемых к трансформаторам тока фаз А и С на каждой линии до реактора. В нормальном режиме, когда защиты шин и секционного реактора введены в действие, поэлементная максимальная токовая защита действует через контакт промежуточного реле РП5, срабатывающего от устройства КРБ-126, на реле времени РВ1, которое с заданной выдержкой времени, превышающей на ступень выдержку времени защит отходящих линий, действует на выходные реле РП1 и РП2 неполной дифференциальной токовой защиты шин. Для вывода в ревизию дифференциальной токовой защиты шин необходимо снять крышки на испытательных блоках БИ1 — ВИЗ (как и в устройстве по рис. 10).
В этом режиме поэлементная максимальная токовая защита должна оставаться в работе для отключения повреждений в реакторе линии и для резервирования защит
отходящих линий. Поэтому постоянный ток на эту защиту подается не через испытательный блок БИ1, а непосредственно от шинок постоянного тока + ш и —ш с использованием переключателя КУ1. В нормальном режиме у переключателя КУ1 замкнуты контакты 1 и 3, и при срабатывании реле тока на какой-либо отходящей линии приходят в действие после срабатывания реле времени выходные промежуточные реле РП1 и РП2 защиты шин, действующие на отключение питающих элементов данной секции.
При выводе в ревизию неполной дифференциальной токовой защиты шин переключатель КУ1 устанавливается в положение II. При этом замыкаются его контакты 10 и 12 и в случае срабатывания поэлементной максимальной токовой защиты при повреждении на каком-либо реакторе линий срабатывают реле времени РВ2, затем реле РПЗ и РП4, через контакты которых отключаются все питающие элементы. При установке переключателя К.У1 в положение II также выводится из действия блокирующее реле 1РП устройства КРБ-126, так как в связи с кратковременностью режима проверки защиты шин признано возможным не контролировать наличие повреждения для поэлементной токовой защиты, которая остается в работе при проверке дифференциальных защит шин и секционного реактора.
Рис. II.
Рис. II. Схема защиты двойной системы шин 10 кВ с дифференциальной токовой защитой секционного реактора и поэлементным охватом реакторов отходящих линий:
а — цепи переменного тока; б — цепи постоянного тока: PTHI, РТН2 — реле тока РНЗ — реле напряжения РН-54/160: КРБ1 — устройство блокировки при качаниях PUT — реле промежуточные РП-23; РП8— реле промежуточное РП-252; РШ— реле указательное РУ-21/0,015; HI. Н2 — накладки НКР-3; БШ — блок испыта форматоры АТ-32-УЭ; КУ/ — переключатель малогабаритный ПМОФ90-Ш111/Д42; РНТ-567; РТНЗ. РТН4 — реле тока РНТ-565- РТ1—РТ4 — реле тока РТ-40; КРБ-126: РВ1—РВЗ — реле времени РВ-134; РВ4 — реле времени РВ-113; РП1-. РУЗ — реле указательные РУ-21/0,05; РУ4 — реле указательное РУ-21/0.025; РУ5 — тельный БИ-6; БИ2—БИ4 — блоки испытательные БИ-4; ATI. АТ2 — автотрансформаторы, Ш — резистор с сопротивлением 4500 Ом типа ПЭВ-50
На секционном выключателе, на котором выведена из действия дифференциальная токовая защита при проверке защиты шин, должна вводиться включением накладки максимальная токовая отсечка с действием на отключение секционного выключателя и на срабатывание резервных выходных реле РПЗ и РП4 поэлементной токовой защиты, которые производят отключение источников питания при коротком замыкании на секции с выведенной защитой шин.
При переводе части питаемых элементов данной секции (//) на резервную систему шин с питанием их от другой секции (/ или ///) защита резервной системы осуществляется защитой шин питающей секции (I или III), так как трансформаторы тока используемого шиносоединительного выключателя в этом режиме, как и в нормальном режиме, не должны участвовать в схеме защиты шин — они шунтируются соответствующим испытательным блоком БИ4.
Поэлементная максимальная токовая защита на присоединениях, переведенных на резервную систему шин, переключается с помощью накладок на отдельное реле времени РВЗ. которое с необходимой выдержкой времени замыкает цепь обмотки промежуточного реле РП6. От этого реле отключается соответствующий ШСВ секции I или III, включенный на резервную систему шин, чем ликвидируется КЗ на поврежденной питаемой линии и сохраняется нормальная работа соответствующей рабочей секции, которая питала место КЗ на линии.
В этом режиме поэлементная защита на линиях, переведенных на резервную систему шин, работает без устройства КРБ-126, что считается допустимым, так как ошибки могут привести только к отключению используемого ШСВ с сохранением в работе питающих элементов на рабочей системе шин.
При отключении источников питания на данной секции II и питании нагрузки этой секции от других секций через включенные секционные реакторы для защиты секции используются те же защиты, что и в нормальном режиме. Однако дополнительно вводится в работу установкой в положение II переключателя КУ1 максимальная токовая отсечка на указанных секционных выключателях с действием только на отключение этих секционных выключателей, что необходимо в: связи с возможностью отказа защиты шин ввиду недостаточной ее чувствительности при КЗ на данной секции, а максимальная токовая защита с пуском напряжения, установленная на генераторах смежных секций, может оказаться нечувствительной и не произведет отключение секционных выключателей.
При опробовании одной из систем шин подачей напряжения с помощью ШСВ трансформаторы тока в цепи этого выключателя, используемые в защите шин, не должны подключаться к ней, а должны быть зашунтированы (крышка испытательного блока БИ4 должна быть снята). Кроме того, защита на самом ШСВ должна быть выведена из действия.
При включении ШСВ от ключа управления срабатывает промежуточное реле РП8, и его размыкающий контакт выводит из действия выходные промежуточные реле РП1 и РП2 защиты шин. При включении в режиме опробования ШСВ на поврежденную систему шин он отключается без выдержки времени от промежуточного реле РП7, которое приходит в действие при срабатывании защиты шин. Это же реле пускает реле времени РВ4, контакт которого шунтирует контакт реле РП8, размыкающийся при опробовании резервной системы шин, что обеспечивает действие в этом режиме защиты шин (через РП1 и РП2) при возникновении повреждений на рабочей системе шин.
В схеме защиты предусмотрена накладка Н9, с помощью которой можно вывести из действия на отключение ШСВ защиту шин. Это необходимо во время перевода элементов с одной системы шин на другую для предотвращения отключения разъединителем тока повреждения при КЗ на шинах в то время, когда замкнуты оба разъединителя одного из переводимых элементов. Следует отметить, что во время перевода элементов с одной системы шин на другую при включенном ШСВ его трансформаторы тока, участвующие в схеме защиты шин, должны быть зашунтированы испытательным блоком, а максимальная толковая защита, установленная на нем, выведена из действия.
Для предотвращения длительного выведения из действия защиты шин при ремонте ШСВ (при многократных опробованиях его) предназначена накладка Н8, которая должна быть замкнута для шунтирования контакта реле РП8 в цепи выходных реле защиты шин.
В схеме защиты предусмотрена возможность перевода действия отдельных комплектов поэлементной токовой защиты на дополнительное выходное промежуточное реле
РЛ6. Такой перевод используется, как указано выше, при питании части отходящих линий данной секции от питающих элементов другой секции через включенный ШСВ этой секции, связывающий ее с резервной системой шин, на которую переводится часть отходящих линий, присоединенных к секции //. В этом режиме следует замкнуть накладку Н11 (или Н12) в цепи отключения соответствующего шиносоединительного выключателя от реле РП6.
Данная схема защиты относится к сборным шинам 10 кВ, от которых питаются трансформаторы собственных нужд 10/6 кВ. Эта же схема пригодна и для сборных шин 6 кВ, к которым вместо трансформаторов собственных нужд присоединены реактированные линии собственных нужд. На этих линиях устанавливается поэлементная максимальная токовая защита, выполненная аналогично подобной, защите, применяемой для отходящих потребительских линий 6 кВ. Так же как в схеме защиты на рис. 10, для резервной линии собственных нужд в цепи контактов реле тока предусмотрены зажимы 1 и 2, к которым возможно при необходимости подключение пуска по напряжению.
Питание реле напряжения от трансформаторов напряжения рабочей или резервной системы шин через соответствующий переключатель, а также сигнализация исчезновения напряжения выполняются в соответствии с принципиальными схемами вторичных цепей трансформаторов напряжения.
Схема защиты шин 10 кВ с дифференциальной токовой защитой секционного реактора в исполнении для фиксированного распределения присоединений приведена на рис. 12.
Как указано выше (§ 2), в целях повышения надежности электроснабжения собственных нужд для одной из секций шин 10 кВ принимается постоянное питание присоединений этой секции от рабочей и резервной систем шин с включенным ШСВ данной секции. На резервную систему шин выделяют трансформатор связи и резервный трансформатор собственных нужд. В схеме с фиксированным присоединением элементов к рабочей и резервной системам шин обеспечивается селективное отключение поврежденной системы шин от защиты шин. При нарушении фиксации присоединений к обеим системам шин повреждение на любой системе шин приводит к отключению обеих систем шин.
Схема защиты шин с фиксированным присоединением элементов содержит отдельные токовые избирательные органы для рабочей (реле РТНЗ и РТН4) и резервной (реле РТН5 и РТИ6) систем шин и общий токовый пусковой орган (реле РТН1 и РТН2). Токовые органы защиты выполнены с помощью реле типа РНТ-567.
Токовые избирательные органы рабочей системы шин дополняются органом пуска по напряжению с использованием реле минимального напряжения PHI—РНЗ, включенных на междуфазные напряжения.
Избирательные органы резервной системы шин выполняются без пуска по напряжению, так как на резервной системе обычно не бывает значительной нагрузки, что позволяет защиту этой системы шин выполнить в виде токовой отсечки без пуска по напряжению.
Орган пуска по напряжению (реле РН1—РНЗ) питается от трансформаторов напряжения рабочей системы шин через переключатель, установленный в схеме вторичных цепей трансформаторов напряжения.
При переводе всех присоединений на резервную систему шин 10 кВ, а также при неисправностях в цепях напряжения рабочей системы шин в режиме работы с фиксированным присоединением элементов питание цепей напряжения осуществляется от трансформаторов напряжения резервной системы шин через вышеуказанный переключатель цепей напряжения.
В схеме защиты шин имеются два рубильника Р1 и Р2, которые при работе с фиксированным присоединением элементов должны быть разомкнуты. При нарушении фиксации они должны быть замкнуты, что сигнализируется лампами JIC1 и JIC2. Рубильник Р1 предназначен для шунтирования катушек токовых избирательных органов (РТН5 и РТН6) защиты резервной системы шин, вследствие чего они не обтекаются током; контакты их остаются разомкнутыми. Поэтому последние не шунтируют контакты реле напряжения РН1—РНЗ и общая защита шин будет работать с пуском по напряжению, что предотвратит ее ложное срабатывание при внешних КЗ.
Рубильник Р2 шунтирует цепи контактов избирательных органов РТНЗ и РТН4 защиты рабочей системы шин и одновременно объединяет выходные промежуточные реле рабочей и резервной систем шин, что обеспечивает отключение обеих систем шин при повреждении на любой из них после срабатывания реле тока РТН1 или РТН2 пускового органа и любого из реле напряжения РН1—РНЗ и последующего срабатывания промежуточных реле РП1, РП7— РП9.
1 При КЗ между включенным ШСВ и его трансформаторами тока, находящимися в зоне действия защиты рабочей системы шин. эта защита срабатывает и отключает все питающие элементы, присоединенные к данной системе шин, а также ШСВ. Но при этом КЗ не ликвидируется, так как оно остается подключенным к резервной системе шин, причем находится вне зоны действия защиты этой системы шин.
Рис. 12.
Избирательные органы этой защиты не срабатывают, трансформатор связи остается в работе и продолжает питать место КЗ. В связи с этим в схеме рассматриваемой защиты шин предусмотрено специальное устройство, содержащее трехфазное реле тока РТ типа РТ-40/Р-5, которое с небольшой выдержкой времени,- определяемой реле времени РВ6, обеспечивает отключение этого КЗ.
Реле тока РТ включается в токовые цепи защиты шин. «Плюс» на контакты реле РТ, как видно из рис. 12, может быть подан либо от контактов избирательных реле защиты рабочей системы шин, либо через размыкающий контакт рПВЗ реле положения «включено» ШСВ, для чего в схеме предусмотрены специальные разъемные зажимы 1—3.
Следует отметить, что пуск указанного устройства контактами избирательных реле тока защиты рабочей системы шин, которые обтекаются вторичным током повреждения, проходящим через трансформатор тока ШСВ, отличается большей надежностью и его следует использовать, если чувствительность избирательных реле не ограничивает действия реле тока РТ в рассматриваемом случае.
Рис. 12. Схема защиты двойной системы шин 10 кВ с дифференциальной токовой защитой секционного реактора и поэлементным охватом реакторов отходящих линий в исполнении для фиксированного распределения присоединений:
а — переменного тока; б — цепи оперативного постоянного тока; в — выходные; цепи и цепи сигнализации; PTHi—PTI16 — реле тока РНТ-567; РТН7, РТН8 — реле тока РНТ-565; РТ1—РТ4 — реле тока РТ-40; РТ — реле тока РТ-40/Р-5; РН1—РЦЗ — реле напряжения РН-54/160; КРБ1 — устройство блокировки при качаниях КРБ-1261 РВ1, РВ2 — реле времени РВ-134; РВЗ, РВ4Л- реле времени РВ-134; РВ5 — реле времени РВ-113; РВ6 — реле времени PB-Ili; РП1—РП9 — реле промежуточное РП-23; РП10'— реле промежуточное РП-252; РУ1—РУ7 —реле указательные РУ-21/0.05: РУ8 — реле указательное РУ-21/0.02Б; РУ9 — реле указательное РУ-21/0.0J5; РУ10 — реле указательное РУ-21/1; HI—Н14 — наладки НКР-3; БШ, БИ4— блоки испытательные БИ-6; БИ2, БШ — блоки испытательные БИ-4; ATI, АТ2— автотрансформаторы АТ-82-УЗ; R1 — резистор с сопротивлением 10 000 Ом типа ПЭВ-SO; КУ1 — переключатель малогобаритный ПМОФ90-111111/Д42; Р1, Р2 — рубильник однополюсный (в трех- полюсном исполнении) Р16; JlCt, ЛС2 — арматура сигнальной лампы с белой линзой (с лампой Ц-220/10)
Устройство с реле РТ действует с выдержкой времени которая должна быть больше собственного времени отключения ШСВ (принимается порядка 0,3—0,4 с), на срабатывание выходного реле РП9 защиты резервной системы шин в результате чего отключаются выключатели В1 трансферматора связи и В2 резервного трансформатора собственных нужд.
Продольная дифференциальная токовая защита секционного реактора, связывающего секции II и III, выполнена (рис. 12) с помощью двух реле тока РТН7 и РТН8 типа РНТ-565 и действует без выдержки времени на выходные реле РП7 и РП8 защиты рабочей системы шин, которые в свою очередь действуют на отключение питающих элементов, присоединенных к этой системе шин: генератора; секционных реакторов I—II и II—III, а также ШСВ.
Поэлементная максимальная токовая защита отходящих линий 10 кВ при работе с фиксированным присоединением питающих элементов к обеим системам шин выполнена аналогично схеме рис. 11. Для данной защиты также используется устройство КРБ-126, обеспечивающее ее действие только при коротких замыканиях на отходящих линиях 10 кВ. При напряжении шин 10 кВ используются только размыкающие контакты 1РП.З реле 1РП устройства КРБ-126, приводящие в действие промежуточное реле РП5, от которого срабатывает реле времени, запускающее выходные реле РП7 и РП8 защиты рабочей системы шин. Они действуют на отключение всех питающих элементов рабочей системы шин и ШСВ.
В схеме защиты шин 10 кВ в связи с питанием потребителей собственных нужд от трансформаторов 10/6 кВ не используются контакты 1РП.4 реле 1РП в устройстве КРБ-126, промежуточное реле РП4, реле времени РВ2; указательное реле РУ7, накладки И6, И9 и Н10 и контакты 5—7 и 18—20 в переключателе КУ1, поэтому они должны быть выведены из схемы защиты.
Для сборных шин 6 кВ питание собственных нужд выполняется с помощью рабочей и резервной реактированных линий. На этих линиях устанавливается до реактора поэлементная максимальная токовая защита с использованием устройства КРБ-126 по аналогии с защитами отходящих линий 6 кВ.
Для защиты реактированной резервной линии собственных нужд используются реле тока, которые, как правило, снабжены пуском по напряжению. При работе с фиксированным присоединением элементов резервная реактированная линия собственных нужд присоединяется вместе с трансформатором связи к резервной системе шин 6 кВ. При повреждении в реакторе этой линии и при резервирований собственной защиты, установленной после реактора, поэлементная максимальная токовая защита должна действовать на отключение трансформатора связи и ШСВ.
В связи с этим в схеме поэлементной максимальной токовой защиты реактированной линии используются контакты 1РП.4 реле 1РП устройства КРБ-126, которое при указанных выше повреждениях запускает промежуточное реле РП4, от которого срабатывает реле времени РВ2, приводящее в действие промежуточное выходное реле РП9 защиты резервной системы шин, действующее на отключение
трансформатора связи и ШСВ II секции. В результате рабочая система шин продолжает нормальную работу.
При выведении на проверку неполной дифференциальной защиты шин необходимо с помощью переключателя КУ1 перевести действие поэлементной токовой защиты на резервные выходные реле РП2 и РПЗ, которые приходят в; действие после срабатывания реле времени РВЗ и от которых отключаются все питающие элементы и источники витания собственных нужд.
При выведенной из действия защите шин в работу включается токовая отсечка секционного реактора данной секции для действия при КЗ на сборных шинах.
Следует отметить, что при выводе на проверку защиты шин и сохранении фиксированного присоединения элементов избирательное действие защиты при КЗ на шинах или в реакторах отходящих присоединений не сохраняется, так как защита секционного реактора действует на выходные реле РП2 и РПЗ, от которых отключаются все питающие элементы обеих систем шин.
Схема защиты шин позволяет осуществить питание одной, или нескольких отходящих линий данной секции от соседних секций путем перевода этих линий на резервную систему шин и питания их от другой секции через включенный ШСВ этой секции. Для этого необходимо освободить резервную систему шин переводом трансформатора связи и. .резервного трансформатора собственных нужд на рабочую секцию II. На резервную систему шин подключаются отходящие линии, которые должны питаться от другой секции, и включается ШСВ той секции (/ или 111), от которой будут питаться присоединения, переведенные на резервную систему шин.
В схеме защиты шин предусмотрено устройство для замедления отключения питающих элементов при опробовании одной из систем шин путем подачи напряжения через ШСВ. При включении ШСВ от ключа управления срабатывает промежуточное реле РП10, имеющее замедление на возврат. Оно подает импульс на включение выключателя и одновременно размыкает свой размыкающий контакт в цепи пуска выходных промежуточных реле РП7 и РП8, чем предотвращается срабатывание этих реле при повреждениях на опробуемой системе шин.
При повреждении на опробуемой системе шин (при атом срабатывают реле PTHl, РТН2 и их реле-повторитель РП1) через замыкающие контакты реле РП1 и РП10 замыкается цепь на отключение ШСВ, чем предотвращается отключение питающих элементов на системе шин, находящейся в работе.
В нормальном режиме при возникновении повреждения на шинах отключение ШСВ производится от тех же выходных реле (РПЗ, РП8 и РП9), от которых производится отключение питающих элементов секции.
При выводе в ремонт ШСВ следует включить накладку Н4, чтобы обеспечить действие защиты в этом режиме, так как при проверках выключателя контакт реле РП10 в цепи выходных реле защиты шин может быть длительно разомкнут. Во всем остальном данная схема защиты аналогична схеме, приведенной на рис. 11.
