Защита и апв шин станций и подстанций

Наиболее опасны для электрической системы короткие замыка­ния на шинах основного напряжения крупнейших подстанций и стан­ции, т.е. в узловых точках, связывающих большое число генерирую­щих и потребляющих ветвей. Здесь к.з. сопровождается протеканием наибольших токов, что вызывает наибольшие понижения напряжения в узловых точках энергосистемы и значительные разрушения оборудо­вания. Все это может расстроить работу энергосистемы, нарушить единый процесс производства, распределения и потребления элект­роэнергии.Поэтому считается обязательным выполнение специальной защиты шин, обеспечивающей достаточно быстрое и селективное отк­лючение повреждений на шинах.

В энергосистеме применяются следующие виды защиты шин генераторного напряжения:

Неполная дифференциальная двухступенчатая защита с токовой отсечкой в качестве первой ступени

Неполная дифференциальная двухступенчатая защита с комбинированной отсечкой по току и напряжению в качестве первой ступени.

Неполная дифференциальная двухступенчатая защита с дистанционной в качестве первой ступени.

В качестве второй ступени для защит, указанных в пунктах выше используется чувствительная максимальная токо­вая защита с выдержкой времени. Вторая ступень предназначена для резервирования первой ступени защиты шин, а также для резервиро­вания защит питаемых элементов, присоединенных к шинам.

Неполная дифференциальная защита шин генераторного напряжения основана на принципе сравнения токов всех питающих присоединений данной секции (системы) шин. В схему неполной диф­ференциальной защиты шин включены только трансформаторы тока ге­нератора, трансформаторе связи, секционного и шиносоединительно­го выключателей. Иногда, когда это требуется по условиям чувс­твительности и селективности, в схему защиты шин также подключа­ются токовые цепи трансформатора собственных нужд, реактирован­ных и нереактированных линий. Преимущественно в качестве первой ступени предусматривается токовая отсечка,отстроенная от макси­мального тока к.з. за наиболее мощным реактором отходящих линий и от токов самозапуска, а при недостаточной чувствительности ­комбинированная отсечка по току и напряжению или дистанционная защита.

Первая ступень защиты действует без выдержки времени на все питающие элементы, за исключением генератора, отключение которо­го от поврежденной секции производится второй ступенью защиты или собственной резервной защитой генератора.

В целях ускорения действия АВР собственных нужд от защиты шин одновременно отключают и трансформаторы, и реактированные линии собственных нужд.

При применении АПВ шин генераторного напряжения, осущест­вляемого выключателем трансформатора связи или шиносоединитель­ным, от первой ступени защиты отключается также и генератор. Отключение генератора при этом производится или без выдержки времени, или с небольшой выдержкой времени.

Вторая ступень защиты действует на отключение всех питающих элементов системы (секции) шин.

В энергосистемах для защиты шин 110-330кВ-750кВ приме­няют два типа защит: дифференциальная токовая защита на реле ти­па РНТ и дифференциальная токовая защита с торможением (ДЗШТ).

На подстанциях с двойной С.Ш. используется один комплект ДЗШ, в который входят следующие основные органы:

– пусковой орган,  срабатывающий при к.з. на I-ой или II-ой

С.Ш.  и несрабатывающий при к.з. на присоединениях, отходящих от шин;

– избирательный орган, определяющий на какой С.Ш. произошло к.з;

– чувствительный орган, который вводится в работу после срабатывания основного органа с целью повышения чувствительности защиты при неуспешном АПВ шин;

– устройство контроля исправности цепей тока ДЗШ, автомати­чески выводящее защиту из работы, и подающее сигнал о “неисправ­ности”.

На подстанциях с двойной секционированной С.Ш. зона действия одного комплекта ДЗШ включает I-ые секции С.Ш., II-ые секции обеих С.Ш. защищаются вторым комплектом ДЗШ.

На подстанциях с одиночной С.Ш.  в комплекте ДЗШ от­сутствует или не используется избирательный орган.

На шинах основных подстанций энергосистемы с целью повышения надежности отключения повреждений на шинах без выдерж­ки времени устанавливается по два комплекта ДЗШ.

Эти комплекты резервируют друг друга на случай неисправнос­ти или вывода в ремонт какого-либо из комплектов.

Защита шин действует на отключение питающих присое­динений поврежденной системы (секции) шин, а также на отключение тупиковых линий с двигательной нагрузкой.

Селективность действия дифференциальной защиты шин обеспе­чивается только при строгой, заранее определенной фиксации при­соединений за системами шин. При обычных эксплуатационных отклю­чениях присоединений без нарушений фиксации защита сохраняет свою селективность. При нарушениях фиксации защита теряет свою селективность при повреждениях на шинах и поэтому действие ее должно переводиться на отключение всех присоединений обеих сис­тем шин.

В схемах ДЗШ предусмотрена возможность опробования рабочей и обходной С.Ш. включением соответственного шиносоедини­тельного (ШСВ) и обходного (ОВ) выключателя.

При включении ШСВ или ОВ на к.з. схема ДЗШ отключает эти выключатели без выдержки времени, а отключение остальных присое­динений автоматически блокируется на время 0,3 – 0,4 сек.

Схемы ДЗШ предусматривают АПВ шин и в случае успешно­го АПВ – автоматическую сборку доаварийного режима.

На каждой С.Ш. выделяется одно или два опробующих присоеди­нения. В устройства ТАПВ этих присоединений вводится пуск ТАПВ с контролем отсутствия напряжения на шинах (КОНШ).

При наличии двух опробующих присоединений АПВ шин произво­дится устройством АПВ присоединения, включаемого с меньшей вы­держкой времени.

При неуспешном АПВ шин АПВ других присоединений запрещается.

Запрет АПВ шин происходит также при наличии напряжения на одной, двух или трех фазах системы шин, отключенной действием ДЗШ.

При успешном АПВ шин происходит автоматическая сборка схемы доаварийного режима с помощью устройств АПВ с контролем синхро­низма (КС) питающих присоединений и с контролем наличия напряже­ния на шинах (КННШ) тупиковых присоединений.