Общие сведения о защите линий напряжением 110-220 кВ

Сети напряжением 110 – 220 кВ работают в режиме с эффективно или глухозаземленной нейтралью. Поэтому любое замыкание на землю в таких сетях является КЗ с током, иногда превышающим ток трехфазного КЗ. Такое КЗ подлежит отключению с минимально возможной выдержкой времени.

Линии высокого напряжения работают с большими токами нагрузки, что требует применения защит со специальными характеристиками. На транзитных линиях, которые могут перегружаться применяются дистанционные защиты, позволяющие эффективно отстроиться от токов нагрузки. На тупиковых линиях во многих случаях можно обойтись токовыми защитами. Токовые и дистанционные защиты выполняются ступенчатыми. Количество ступеней должно быть не менее 3, в ряде случаев бывает необходимо 4 - 5 ступеней.

Согласно ПУЭ, устройства предотвращения перегрузки должны применяться в случаях, если допустимая для оборудования длительность протекания тока перегрузки составляет более 10…20 мин. Защита от перегрузки должна действовать на разгрузку оборудования, разрыв транзита, отключение нагрузки и только в последнюю очередь на отключение перегрузившегося оборудования.

Линии высокого напряжения имеют значительную длину, что усложняет поиск места повреждения. Поэтому, линии должны оснащаться устройствами, определяющими расстояние до места повреждения (ОМП). Согласно директивным материалам СНГ, средствами ОМП должны оснащаться линии длиной 20 км и более. Защиты линий на цифровых реле позволяют одновременно выполнять функцию ОМП.

Задержка в отключении КЗ может привести к нарушению устойчивости параллельной работы электростанций. Вследствие длительной посадки напряжения может остановиться оборудование электростанций и нарушиться технологический процесс производства электроэнергии, могут произойти дополнительные повреждения линии, на которой возникло КЗ. Поэтому, на таких линиях применяются защиты, которые отключают КЗ в любой точке без выдержки времени. К таким защитам относятся дифференциальные защиты, установленные по концам линии и связанные высокочастотным, проводниковым или оптическим каналом связи или обычные защиты, ускоряемые при получении разрешающего или снятии блокирующего сигнала с противоположной стороны.

Все требуемые защиты выполняются на базе одного цифрового устройства. Однако, выход со строя этого одного устройства оставляет оборудование без защиты, что недопустимо. Поэтому защиты линий высокого напряжения целесообразно выполнять из двух комплектов: основного и резервного. Резервный комплект может быть упрощен по сравнению с основным: не иметь АПВ, ОМП, иметь меньшее количество ступеней и т.д. Резервный комплект должен питаться от другого автомата оперативного тока, других комплектов трансформаторов тока и трансформаторов напряжения и действовать на отдельный соленоид отключения выключателя.

Устройства защиты высоковольтных линий должны учитывать возможность отказа выключателя и поэтому должны иметь УРОВ.

Для анализа аварии и работы релейной защиты и автоматики требуется регистрация сигналов при аварийных событиях.

Таким образом, для высоковольтных линий комплекты защиты и автоматики должны выполнять следующие функции:

• Защиту от междуфазных КЗ и коротких замыканий на землю.

• Трехфазное или пофазное АПВ.

• Защиту от перегрузки.

• УРОВ.

• Определение места повреждения.

• Осциллографирование токов и напряжений при возникновении КЗ, а также регистрацию дискретных сигналов защиты и автоматики.

• Устройства защиты должны резервироваться или дублироваться.

• Для линий, имеющих выключатели с пофазным управлением, необходимо иметь защиту от неполнофазного режима, так как длительный неполнофазный режим в сетях напряжением 110 – 220 кВ не допускается.