Самобалансирующая защита от межвитковых замыканий в сети 6 — 10 кВ

В данной статье речь пойдет о самобалансирующей защите от межвитковых замыканий в сети 6 – 10 кВ.

Максимальная токовая защита (МТЗ),установленная на вводе 6 — 10 кВ трансформатора Т1 (см. рисунок), часто не резервирует отказы в срабатывании релейной защиты или выключателя на отходящих линиях, а МТЗ на отходящих линиях — отказы срабатывания релейной защиты или выключателя на предыдущих участках. Кроме того, при внутреннем повреждении в трансформаторе Т2, реакторе Р аварийный ток значительно меньше расчетного тока КЗ, по которому определяется коэффициент чувствительности.

Обеспечение нормативного коэффициента чувствительности вовсе не исключает больших объемов разрушения оборудования и аппаратуры.

Применение МТЗ с пуском по напряжению или защиты обратной последовательности трансформатора дает возможность не отстраивать ток срабатывания от тока самозапуска или пуска электродвигателей, но не исключает необходимости согласования по чувствительности с предыдущими элементами. Поэтому фактический ток срабатывания этих защит значительно больше, чем определенный по условию отстройки от максимального тока.

При КЗ за реактором указанные защиты трансформатора Т1 могут оказаться нечувствительны ми. При существующей релейной защите ремонт трансформатора после внутреннего КЗ требует, как правило, смены всех обмоток. При пожаре трансформатор вообще ремонту не подлежит. Повышение чувствительности защит обеспечит экономический эффект благодаря уменьшению затрат на ремонт и ограничению объема разрушения и повышению надежности электроснабжения.

Повышение чувствительности защиты является актуальной задачей. Для повышения чувствительности представляется целесообразным выполнение самобалансирующей защиты, в которой токи поврежденных фаз при двухфазном К З направлены в противоположных направлениях, а в реле протекает небольшой ток небаланса, равный разности токов в поврежденных фазах.

Для повышения чувствительности защиты и обеспечения селективности при КЗ на последующих участках предусматриваются реле мощности.

Таким образом, защита действует не при увеличении тока в реле, а при его уменьшении при двухфазном КЗ. Если пропустить через трансформаторы тока (ТТ) с кольцевым сердечником два изолированных проводника разных фаз (см. рисунок), то при двухфазном КЗ токи в этих фазах будут направлены в противоположных направлениях, а в реле будет протекать разность токов. В нормальном режиме размыкающие контакты реле мощности KW1…KWЗ (см. рисунок) разомкнуты, а замыкающие контакты замкнуты.

Схема самобалансирующей защиты от межвитковых замыканий в сети 6 — 10 кВ

При двухфазном КЗ, например, между фазами А и В, замыкается размыкающийся контакт реле KW1 и замыкающие контакты реле KW2 и KW3 остаются замкнутыми. После срабатывания реле времени КТ1 отключается поврежденный участок. При установке защиты на вводе 6 — 10 кВ трансформатора Т1 или в цепи реактора при отключенном вводе Q2 и двухфазном КЗ в трансформаторе защита действует без выдержки времени после срабатывания реле KL1.

При двухфазном КЗ на последующем участке, например между фазами А и В, защита не действует, так как разомкнуты замыкающие контакты реле мощности KW1 и KW2.

Установка самобалансирующей защиты на вводе 6 — 10 кВ или в цепи реактора повышает чувствительность МТЗ или защиты обратной последовательности трансформатора на стороне 110-220 кВ, так как не требуется согласование с защитами предыдущих участков. Защита может быть выполнена с использованием электромеханических реле мощности или микропроцессорного устройства.

Ток срабатывания защиты отстраивается от тока в реле при двухфазном КЗ и определяется по выражению:

Icз = Котс.*I⁽²⁾

где:

• Котс. – коэффициент отстройки, равно 1,5…2.
• I⁽²⁾ – ток в реле при двухфазном КЗ, определяется при наладке для каждого участка.
  

ВЫВОДЫ:

Для повышения чувствительности защит в сети 6 — 10 кВ и обеспечения дальнего резервирования представляется целесообразны м применение самобалансирующей защиты, действующей при двухфазном КЗ при уменьшении тока в одном из реле мощности поврежденной фазы.