При секционировании коротких линий электропередач выдержка времени максимальной токовой защиты (МТЗ) увеличивается в сторону головной подстанции и может превысить допустимые значения по термической устойчивости материала изоляции жил кабельной линии, а селективностью токовыми отсечками не удается её защитить вследствие пологой характеристики тока короткого замыкания по длине линии. Ниже приводится попытка решения данной проблемы.
Ключевые слова: токовая отсечка, максимальная токовая защита, токи короткого замыкания, секционирования, кабельная линия 6–10кВ, селективность релейной защиты, автоматизация распределительных сетей
Известно устройство [1] селективного отключения секционированных сетей, содержащее релейную защиту и автоматику повторного включения. Однако устройство предусматривает использование постоянного оперативного тока, что не экономично его применение для коммутационных аппаратов секционирования сетей 6–35 кВ.
Известно также устройство [2] децентрализованной системы, решающее лишь функционально поставленную задачу секционирующего коммутационного аппарата «ССКА», реле контроля управления, состоящее из напряжения (РКН) и источника. Но это устройство предполагает использование трехкратного повторного включения, что увеличивает длительность технологических коммутации. Наиболее близким техническим решением является устройство ускорения, действия защиты до АПВ (токовой отсечки) на выключателе при включении выключателя от АПВ, токовая отсечка временно блокируется, а в работе остается максимальная токовая защита (МТЗ). Однако при секционировании коротких линий электропередач выдержка времени МТЗ увеличивается в сторону головной подстанции и может достигать недопустимых значений по термической устойчивости пластиковой изоляции жил кабельной линии.
Целью предлагаемого технического решения является: повышение быстродействия и обеспечение селективного отключения выключателя при выделении поврежденного участка секционированной линии электропередачи.
Поставленная цель технического решения достигается тем, что в устройство [3] для отключения выключателя секционирования короткой линии электропередачи 6–35 кВ, содержащее трансформаторы тока, предназначенные для установки на линии электропередачи, первую и вторую группы реле тока, элемент выдержки времени, блок по схеме: ключ, аппарат повторного включения выключателя, исполнительное реле, выход которого предназначен для подключения к цепи отключения выключателя, а его вход через элемент выдержки времени соединен с выходом второй группы реле тока, который подключен к трансформатору тока. Первый выход первой группы реле тока через блок по схеме КЛЮЧ соединен со входом исполнительного реле, причем в устройство дополнительно введен по схеме И, выход которого подключен к управляющему входу блока по схеме ключ, первый вход блока по схеме И подключен ко второму выходу первого реле тока, а второй вход — к входу аппарата повторного включения, при этом аппарат повторного включения выполнен с контролем наличия напряжения на питающем участке линии электропередачи.
На чертеже показано предполагаемое устройство:
Рис. 1. Принципиальная схема, где 1 – устройство защиты; 2 – предполагаемая точка короткого замыкания; 3 – кабельная линия; 4, 5, 6 – выключатели нагрузки; 7 – токовая отсечка; 8 – блок АПВ; 9 – промежуточное реле; 10 – ключ; 11 – исполнительное реле; 12 – МТЗ; 13 – реле времени
Устройство защиты 1 предусмотрено при каждом выключателе 4, 5, 6.
Принцип работы устройства: при межфазном замыкании, например, в расчетной точке 2 короткое замыкание секционированной линии электропередачи 3, выключатели 4, 5, 6 неселективно отключаются от действия токовой отсечки, выключатель 6, (АПВ) 8 приводится в действие при наличии рабочего напряжения на питающем участке линии электропередачи. По ходу электроснабжения потребителей приводится в действие блок 8 устройства 1, выключатся 6, который включается первым и поскольку на участке линии 3 между выключателями 5–6 отсутствует межфазное замыкание, то токовая отсечка 7 не сработает и блок 9 схемы, на Исполнительном реле на первый и второй входы поступают импульсы соответственно от первого выхода токовой отсечки 7 и от выхода блока 8 АПВ. В результате на выходе блока 9 схемы Исполнительного реле появляется управляющий импульс КЛЮЧА 10, который держится 1,5 секунды для выключателя 6, и тем самым закрывает тракт отличающего импульса от токовой отсечки 7 на Исполнительное реле 11 устройства, т. е. работа токовой отсечки заблокирована. В работе выключателя 6 остается МТЗ 12, которая срабатывает, как резервная релейная защита через расчетную выдержку времени селективности, заданную блоком 13. С появлением рабочего напряжения на выключателе 5 в его устройстве срабатывает АПВ 8. При отсутствии межфазного замыкания на участке линии 3 между выключателями 4–5 произойдет то же самое, но время прохождения импульса будет 1 секунда. Токовая отсечка 7 выключателя 5 будет заблокирована КЛЮЧОМ 10, и задействована резервная максимальная токовая защита 12 с её выдержкой времени, заданной блоком 13.
Далее с появлением рабочего напряжения на выключателе 4 в его устройстве срабатывает блок АПВ 8. Однако на вход блока 9 этого выключателя поступит лишь один импульс от блока 8 АПВ, а на второй вход блока 9 не поступит импульс, поскольку сработает токовая отсечка 7, так как импульс не проходит через нормально закрытый контакт токового реле отсечки, ибо при его срабатывании контакт будет разомкнут. В результате чего в устройстве 1 при выключателе 4 на выходе 9 будет отсутствовать управляющий импульс для КЛЮЧА 10, который останется в исходном открытом состоянии, обеспечивая прохождение отличающегося импульса от токовой отсечки 7 через ключ 10 на Исполнительное реле 11 устройства.
Исполнительный орган 11 выдает импульс на отключение выключателя 4. В случае отказа работы электропривода выключателя 4 при аварийной ситуация селективно отключается выключатель 5 от действия МТЗ 12 его устройства с расчетной выдержкой времени, установленной блоком 13. С локализацией межфазного замыкания в точке 2 на линии 3, отключением выключателя 4, в устройстве 1 при выключателях 5 и 6 по истечении времени 2 сек. на блоке 9 по схеме Исполнительного реле 11 снимается управляющий импульс с входа ключа 10, который тем самым возвращается в исходное открытое состояние для прохождения импульса от токовой отсечки 7 на Исполнительное реле 11, чем обеспечивается работа токовой отсечки 7 для своей зоны срабатывания.
Заключение: положительным эффектом предлагаемого технического решения временного блокирования не срабатывающей токовой отсечки после АПВ является то, что порядок работы АПВ, токовой отсечки и резервной максимальной токовой защиты исключает необходимость многократного использования АПВ и сокращает время на проведение технологических операций при межфазных замыканиях, вследствие чего уменьшается время протекания токов при межфазных замыканиях секционированной сети, что важно при использовании кабелей в полиэтиленовой изоляции.
Литература:
- В. А. Андреев. Релейная защита в системе электроснабжения. М. Высшая школа 2008 г.
- Н. В. Чернобров, В. А. Семенов. Релейная защита энергетических систем. М. Энергоатомиздат 2007 г.
- Р. С. Ахметшин, А. Ф. Анчугова. Устройство отключения короткого замыкания в секционированных сетях коротких кабельных линий 6–10 кВ. Журнал Вектор науки Тольяттинского Госуниверситета. № 1(27) 2014 г.
- Р. С. Ахметшин и др. Устройство для отключения выключателя секционированных коротких линий 6–35кВ. А. С. СССР. SU 1788550 A1. H 02 H 7/26/ 3/08.
