4.3 Защита сборных шин гру

Для отключения к.з. на ши­нах защита действует на отключение всех присоедине­ний, питающих шины. В качестве быстродействующей и селек­тивной защиты шин 6 кВ выполнена защита, основанная на дифференциальном принципе. Главными достоинствами дифференциальной защиты шин яв­ляются быстродействие, селективность и высокая чувствитель­ность.

Работая с фиксацией присоединений, защита шин обладает избирательностью и отключает только поврежденную систему шин. Неповрежденная система шин остается в работе.

Принцип действия:

В защите шин ГРУ-6 кВ. с реактированными линиями и несколькими источниками питания применяется неполная диф­ференциальная защита, учитывающая только токи питающих присоединений и наиболее нагруженных отходящих линий.

Для 1 и 2 секции ГРУ-6 кВ имеется отдельная схема дифференциальной защиты. ДЗШ-6кВ. 1 и 2 секции ГРУ-6 кВ выполнена с тремя комплектами токовых дифференциальных реле, один из которых является пусковым, а два другие избирательные.

Токовые реле ДЗШ-6 кВ. включены дифференциально на геометрическую сумму токов фаз А и С присоединений. Пусковой комплект защиты включен дифференциально к трансформаторам тока присоединений включенных по токовым цепям в соответствующую схему ДЗШ-6 кВ., а избирательные комплекты - к трансформаторам тока присоединений «рабочей» или «трансферной» с.ш.

При работе ДЗШ с фиксацией и повреждении на одной из систем шин отключение происходит по срабатыванию пускового органа и избирательного органа поврежденной системы шин.

Отключение какого-либо присоединения не нарушает принципа фиксации присоединений, поэтому и после отключения отдельных присоединений схема ДЗШ-6кВ. остается с фиксацией

При к. з. на отходящих линиях не включенных в схему ДЗШ-6 кВ. токи к. з. и токи нагрузки линий не включенных в схему ДЗШ-6 кВ, не балансируются с токами поступающими в реле пускового комплекта, поэтому в реле проходит сумма токов к. з. притекающих к месту повреждения от источников питания, и суммарный ток нагрузки линий включенных в схему ДЗШ-6 кВ. Для того чтобы защита в этом случае не действовала, уставка тока срабатывания выше тока в реле пускового комплекта ДЗШ-6 кВ.

При. к. з. на соседней секции, в генераторе или за трансформатором токи к. з., притекающие и утекающие от шин, поступая в реле, уравновешиваются благодаря дифференциальному принципу сое­динения трансформаторов тока источников питания, поэтому защита не работает.

В нормальном режиме токи нагрузки, линий, не введенных по токовым цепям в соответствующую схему ДЗШ-6 кВ, не попадают в дифференциальное токовое реле. В результате этого токи в реле не балансируются и в нем появляется ток, равный сумме нагрузочных токов линий. Однако защита не действует, поскольку суммарный ток нагрузки меньше тока срабатывания защиты.

При к. з. на защищаемых шинах в реле проходит только сумма токов к. з., поступающих к месту повре­ждения от источников питания . Защита срабатывает, отключая соответствующие присоединения введенные в ДЗШ-6 кВ по цепям отключения.

При коротких замыканиях на соседней секции, в генераторе или трансформаторе защита в действие не приходит, так как в реле при этом будет попадать только ток нагрузки, а ток короткого замыкания будет балансироваться и в реле не попадет.

При коротком замыкании за реактором линии в реле защиты проходит ток, равный сумме тока I_к.з и тока нагрузки остальных неповрежденных линий данной секции I_н.

Для предотвращения срабатывания первой ступени защиты шин в этом случае ее ток срабатывания выбирается по следующему условию:

, (17)

где - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1;

- коэффициент нагрузки, учитывающий увеличение тока нагрузки вследствие снижения напряжения при к. з. за реактором, принимаем 1,2.

Ток срабатывания первой ступени защиты должен быть также отстроен от коротких замыканий за трансформаторами собственных нужд, но это условие обычно не является определяющим. Ток срабатывания второй ступени — максимальной токовой защиты отстраивается от максимального тока нагрузки с учетом самозапуска двигателей по следующему условию:

. (18)

Первая ступень защиты шин действует без выдержки времени на отключение всех источников питания, за исключением генераторов, отключение которых будет осуществлено их токовыми защитами.

Вторая ступень защиты действует с выдержкой времени, отстроенной от максимальной выдержки времени защит отходящих линий, на отключение трансформаторов, секционных и шиносоединительных выключателей. Обычно на второй ступени защиты предусматривается также и вторая выдержка времени, с которой она действует на отключение генераторов, подключенных к поврежденной секции шин, если после отключения трансформаторов, секционных и шиносоединительных выключателей короткое замыкание не устранилось.

Нагрузочный ток секции составляет 3968 А

= 0,866 · 118,06 = 102,243 кА,

= 1,1·(12400+1,2·3968) = 13645,2 А,

= 5601А,

= 0,866 · 117,84 = 102,05 кА,

= 1,1·(12400+1,2·3968) = 13645,2 А

= 5601А,

Чувствительность первой ступени защиты, подсчитанная при металлическом двухфазном к. з. на шинах подстанции, должна быть не меньше 1,5. Коэффициент чувствительности второй ступени защиты шин, определенный при металлическом двухфазном к. з. за реактором, должен быть не меньше 1,2—1,3.

Для второй ступени принимаем выдержку времени в 1,3 сек

Для организации защиты выбираем реле 7UT613

В дифференциальную защиту шин 1 секции ГРУ-6 кВ. по токовым цепям включены:

– генератор № 1;

– трансформатор № 1;

– секционный выключатель;

– фидера РП-3А, РП-5А.

Вторичный ток от ШСВ-1 вводится в ДЗШ так, чтобы различить, где произошло к.з.- на рабочей с.ш. или на трансферной с.ш.

В дифференциальную защиту шин 2 секции ГРУ-6 кВ. по токовым цепям включены

– генератор № 2;

– трансформатор № 2;

– секционный выключатель;

– фидер РП-3Б, РП-5Б, фидер с.н. 2РО.

Вторичный ток от ШСВ-2 вводится в ДЗШ так же как и от ШСВ-1

Резервные фидера с.н. 1, 2 по токовым цепям вводится в ДЗШ 1 или 2 секции. Если этот фидер получает питание от присоединений 1 секции, то его токовые цепи вводятся в ДЗШ 1 секции. Если питание резервного фидера с.н. происходит от 2 секции, то токовые цепи этого фидера вводятся в ДЗШ 2 секции.

В дифференциальную защиту шин 1 секции ГРУ-6 кВ. введены цепи отключения:

– генератора № 1;

– трансформатора № 1;

– шиносоединительного выключателя № 1;

– секционного выключателя;

– фидера с.н.1РО;

– фидера с.н.1;

Фидера собственных нужд отключаются для обеспечения АВР фидеров с.н.1,1РО.

В дифференциальную защиту шин 2 секции ГРУ-6 кВ. введены цепи отключения:

– генератора № 2;

– трансформатора № 2;

– шиносоединительного выключателя № 2;

– секционного выключателя;

– фидера с.н. № 2;

– фидера с.н. 2РО.

Резервный фидер с.н. 1,2 отключается ДЗШ той секции, к которой этот фидер подключен по токовым цепям.

Категорически запрещается подключать одновременно к трансферной секции генераторы и трансформаторы разных секций непосредственно или через ШСВ, так как в этом случае весь ток, идущий от присоединений одной секции к другой, учитывается диф. защитами каждой из секций, как ток небаланса.

В таком случае диф. защиты обеих секций могут ложно сработать одновременно.