Защита шин и токопроводов

КЗ на шинах электроустановок могут возникать из-за загрязнения или повреждения шинных изоляторов, втулок выключателей и измерительных трансформаторов. Принципиально такие повреждения возможно отключать защитами питающих элементов: генераторов, трансформаторов от внешних КЗ. Однако, при этом защиты питающих элементов работают с большой выдержкой времени и не всегда действуют селективно. Так например, когда КЗ на шинах приемной подстанции, получающей питание по линии с ответвлениями, отключается защитой линии, установленной на питающей подстанции, то теряют питание и ответвления. Таким образом, когда защита питающих элементов не обеспечивает необходимого быстродействия и селективности, предусматриваются специальные защиты шин. Наибольшее распространение они получили для шин напряжением 110 кВ и выше, но иногда применяются и для шин 35 кВ ответвленных понизительных подстанций.

Защиты шин делятся на токовые, дифференциальные и дистанционные. Наиболее часто используются дифференциальные, с включением реле на циркуляцию токов рис. 45. В случаи КЗ на шинах (например, точка К₁) по обмотке реле КА, будет протекать ток обусловленный разностью вторичных токов питающий линии, и линий к потребителям. Следует отметить, что трансформаторные токи (ТА1-ТА4), должны иметь одинаковые коэффициенты трансформации. Так как число трансформаторных токов может быть велико, то вероятность обрыва их вторичных цепей повышена. Поэтому ток срабатывания защиты выбирается, по условию отстройки от обрыва проводов.

Дифференциальные защиты шин 6-20 кВ, с большим числом присоединений иногда делают неполными, не включая в их цепи трансформаторы тока отходящих линий. Такие защиты по существу являются токовыми защитами, включенными на сумму токов питающих присоединений.

Неустойчивость большинства повреждений на шинах указывают на целесообразность использования АПВ шин. Если шины специальной защиты не имеют то восстановление напряжения на них осуществляется устройствами АПВ питающих присоединений. При наличии специальной защиты шин, можно применять отдельные устройства АПВ шин, запускаемые этой защитой.

На крупных промышленных предприятиях распределительные магистрали и отдельные линии большого сечения в ряде случаев выполняют в виде токопроводов, имеющих преимущества (повышенную надежность и лучшею перегрузку способность) по сравнению с кабельными и воздушными линиями. Токопроводы 6(10) кВ обычно отходят от шин мощных источников. КЗ на токопроводах приводят к появлению больших токов и снижению напряжения на шинных источников. Поэтому основная защита токопровода выполняется быстродействующей. Кроме нее, устанавливается резервная защита с выдержкой времени.

На токопроводах применяют АПВ (на одноцепных токопроводах) и АВР (на секционных и шино соединительных выключателях подстанций, питаемых от двухцепного токопровода).