Защита при двухфазном КЗ линии и токопровода

В данной статье речь пойдет о способе повышения чувствительности защиты линии и токопровода при двухфазном КЗ и обеспечения дальнего резервирования в сетях напряжением 6-10 кВ.

Электрические распределительные сети 6-10 кВ являются одними из наиболее разветвленных и протяженных. В значительной степени надежность работы этих сетей зависит от чувствительности релейной защиты к КЗ на предыдущих участках.

Однако, защита может оказаться не чувствительной к двухфазному КЗ на каком-то участке линии и часто не резервирует защиты предыдущих участков при их отказе в срабатывании или при отказе выключателя.

Подобные отказы могут вызвать тяжелые аварии, сопровождаемые повреждением оборудования, не рассчитанного на длительное протекании токов КЗ.

Наиболее распространенным видом КЗ является двухфазное КЗ, при котором токи в поврежденных фазах протекают в противоположных направлениях. Эта особенность двухфазного КЗ может быть использована для выполнения чувствительной МТЗ, которая обеспечит высокую чувствительность не только при КЗ на поврежденной линии, но и в качестве резервной при КЗ на предыдущем участке, например при внутреннем повреждении в трансформаторе или электродвигателе.

Таким образом, при двухфазном КЗ предлагаемая защита действует не при увеличении тока в реле, а при уменьшении.

Схема работает следующим образом. В нормальном режиме, пуске или самозапуске электродвигателей размыкающие контакты реле мощности обратной последовательности KWZ1…KWZ3 (см. рисунок) разомкнуты, а замыкающие контакты этих реле замкнуты.

При двухфазном КЗ, например между фазами А и В в точке К1 на линии Л1, замыкаются размыкающие контакты реле KWZ1. Замыкающие контакты реле KWZ2 и KWZ3 остаются замкнутыми. После срабатывания реле времени КТ1 поврежденная линия Л1 отключается.

При двухфазном КЗ, например между фазами А и В в точке К2 на линии Л2, действует защита этой линии. Защита линии Л1 не действует, так как разомкнут контакт реле мощности KWZ2 при направлении мощности в сторону источника питания.

При двухфазном КЗ, например между фазами А и В в точке КЗ на линии ЛЗ, действует защита этой линии. В случае отказа в срабатывании защиты или выключателя действует защита линии Л2.

Для осуществления защиты необходимо установить ТТ с кольцевым сердечником, пропустить через каждый ТТ два изолированных проводника разных фаз (см. рисунок) или фазы кабелей и подключить к ТТ направленные реле мощности.

При двухфазномКЗ разность токов поврежденных фаз весьма мала, что вызывает замыкание контакта одного из реле мощности обратной последовательности.

Обрыв провода в токовых цепях маловероятен и поэтому возможность ложного срабатывания не рассматривается.

Ток срабатывания отстраивается от максимального тока небаланса, который определяется при наладке, и согласовывается по чувствительности с аналогичной защитой на предыдущем участке (линия ЛЗ).

Самобалансирующаяся защита чувствительнее защиты обратной последовательности выполненной с реле мощности обратной последовательности, так как ее ток срабатывания, согласованный по чувствительности с защитой на предыдущем участке, намного больше.

Вывод

Для обеспечения чувствительности защит линии и дальнего резервирования при двухфазном КЗ представляется целесообразным выполнение защиты, действующей при уменьшении тока в реле мощности, благодаря протеканию тока поврежденных фаз через ТТ с кольцевым сердечником в разных направлениях.