Релейная защита параллельных ЛЭП с двусторонним питанием

2.1. Выбор и обоснование вариантов выполнения основной и резервных защит, устанавливаемых на параллельных ЛЭП с ответвлениями, одиночной ЛЭП и трансформаторах ответвительной подстанции

2.1.1. При проектировании релейной защиты и автоматики линий Л1 и Л2 учитываются следующие особенности электрической сети 110 кВ:

       1) питание электрической сети двухстороннее;

       2) питание со стороны потребителей на подстанции “Б” и подстанции “В” отсутствует;

       3) подстанция “В” запитывается отвтетвлением от параллельных линий Л1 и Л2. На подстанции установлены два двухобмоточных трансформатора Т4 и Т5, работающих с изолированной нейтралью.

       4) трансформаторы Т4 и Т5, а также трансформаторы Т6 и Т7 со стороны НН работают раздельно;

       5) трансформаторы Т6 и Т7 со стороны СН работают параллельно;

6) на п/ст «А» и «Б» установлены ВЧ и оптоволоконная связи.

2.1.2. Расчет остаточных напряжений приведен в приложении 3. Значения остаточных напряжений сведены в табл. 2.1. Поясняющая схема к расчету остаточных напряжений электрической сети 110 кВ изображена на рис. 2.1.

Рис. 2.1 Поясняющая схема к расчету остаточных напряжений электрической сети 110 кВ

Таблица 2.1. Остаточные напряжения электрической сети 110 кВ

По данным табл. 2.1 следует, что остаточное напряжение при КЗ в некоторых режимах меньше 0.6×U_НОМ.

2.1.3. Согласно [1], для линий электропередачи в электрических сетях 110-500 кВ с эффективно заземленной нейтралью должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от многофазных коротких замыканий и от коротких замыканий на землю. Для сохранения устойчивости работы энергосистемы трехфазные КЗ, при которых остаточное напряжение на шинах электростанций и подстанций ниже 0.6-0.7 U_ном, должны отключаться без выдержки времени.

С учетом особенностей электрической сети и в соответствии с требованиям ПУЭ для ЛЭП 1 и 2 должны быть предусмотрено применение основных защит абсолютной селективности (ЗАС), обеспечивающих отключение междуфазных КЗ и КЗ на землю в любой точке защищаемого участка без замедления.

Если основная защита ЛЭП обладает абсолютной селективностью, то на данной линии должны быть установлена резервная защита, выполняющая функции не только дальнего, но и ближнего резервирования.

В соответствии с заданием на проектирование основные и резервные защиты ЛЭП должны быть выполнены с применением микропроцессорных терминалов разработки ООО НПП «ЭКРА». Для линий напряжением 110-220 кВ, оборудованных высокочастотными и оптоволоконными каналами связи, ООО НПП «ЭКРА» предлагает следующие варианты ЗАС от междуфазных КЗ и КЗ на землю:

1) дифференциально-фазная высокочастотная защита (шкаф типа 2607 081);

2) направленная защита линии с высокочастотной блокировкой (шкаф типа ШЭ2607 031);

3) продольная дифференциальная токовая защита (шкаф типа 2607 091).

Недостатком высокочастотной дифференциально-фазной (вариант 1) и направленной защиты с ВЧ-блокировкой (вариант 2) является наличие пусковых и измерительных органов, реагирующих на напряжение, что может привести к необходимости вывода защиты из работы или отказу защиты при неисправностях в цепях ТН. Вариант с применением продольной дифференциальной токовой защиты указанного недостатка не имеет.

Продольная дифференциальная токовая защита может быть применена на линиях, оборудованных оптоволоконными каналами связи ограниченной длины (до 90 км). Учитывая наличие на параллельных ЛЭП оптоволоконного канала связи и  длину защищаемых линий (32 км), в качестве проектного варианта выполнения основной защиты параллельных ЛЭП 1 и 2 принят вариант 3 – продольная дифференциальная токовая защита.

На одиночной ЛЭП 3 также применяется продольная дифференциальная токовая защита.

В качестве резервной защиты линий используется шкаф ШЭ2607 016, реализующий функции защиты линии и автоматики управления линейным выключателем. Шкаф ШЭ2607 016 реализует следующие функции защиты и автоматики:

- трехступенчатая дистанционная защита от междуфазных КЗ;

- четырехступенчатая направленная токовая защита нулевой последовательности от КЗ на землю;

- ненаправленная токовая отсечка (в качестве дополнительной защиты для устранения “мертвой зоны” дистанционной защиты);

- автоматика управления выключателем;

- устройство резервирования отказов выключателей;

- автоматика разгрузки при перегрузке по току.

Для трансформаторов и автотрансформаторов в качестве основной и резервной защит применяется шкаф ШЭ2607 042. Согласно [1] предусматриваются следующие виды защит:

1) продольная дифференциальная токовая защита от повреждений на выводах и от внутренних КЗ;

2) газовая защита от повреждений внутри бака трансформатора и отсека РПН, сопровождающихся выделением газа, и от понижения уровня масла. Газовая защита должна действовать на сиг­нал при слабом газообразовании и понижении уровня масла и на отключение при интенсив­ном газообразовании и дальнейшем понижении уровня масла;

3) МТЗ с комбинированным пуском по напряжению от внешнего многофазного КЗ;

4) МТЗ от токов, обусловленных перегрузкой, с действием на сигнал.