Опыт эксплуатации показывает, что несмотря на благополучные условия для надзора и ухода за элементами распредустройств подстанций повреждения на их шинах все же имеет место. К числу причин К.З. на шинах можно отнести: перекрытие шинных изоляторов и вводов выключателей; повреждение ТН и установленных между шинами и выключателями; повреждение ТТ; поломка изоляторов разъединителей и воздушных выключателей во время операций; ошибки обслуживающего персонала.

Для отключения К.З. применяют соответствующие защиты. в качестве таких защит на силовых трансформаторах применяются защиты от внешних К.З., а на ЛЭП – МТЗ и ДЗ, однако эти защиты в основном выполняются с выдержками времени, а по условиям устойчивости в сети 110-500кВ необходимо мгновенное отключение мф.К.З. на шинах. Поэтому существует необходимость применения специальных защит.

Дифференциальная защита шин

Дифференциальная защита шин основана на том же принципе, что и диф.защита трансформаторов, т.е. на сравнении величины и фазы токов.

На присоединениях устанавливаются ТТ с одинаковыми коэффициентами трансформации. Реле КА1 включено на сумму всех присоединений, так чтобы при первичных токах, направленных к шинам в нем проходил ток Iр=∑I_прис, тогда при внешнем К.З. ∑I_прис=0:

С учетом тока намагничивания:

Вследствие погрешности ТТ в реле появляется ток небаланса равный геометрической разности токов I_нам . Ток срабатывания выбирается так, чтобы защита была отстроена от этих токов небаланса: I_ср>I_нбmax.

При К.З. на шинах ток в реле:

При К.З. на шинах диф.защита реагирует на полный ток К.З., при условии, что IК.З.>Iс.з.

В нормальном режиме часть токи в некоторых присоединениях могут быть направлены к шинам, а другие от шин:

Для повышения надежности работы диф.защиты шин применяются следующие мероприятия:

1. Уменьшение тока небаланса.

Ток намагничивания ТТ зависит от Е2: чем больше IК.З., тем больше Е2 и тем больше Iнам.

Для уменьшения тока намагничивания нужно обеспечит условия, при которых все ТТ при внешних К.З. работают в ненасыщенной части характеристики. Для этого необходимо: однотипные ТТ класса Р(Д); уменьшение кратности IК.З. к Iном; уменьшение нагрузки на ТТ; уменьшение сопротивления соединительных проводов (за счет увеличения сечения проводов сокращения длины, увеличения сечения); уменьшение вторичных токов (применением ТТ с Iном=1А).

2. Отстройкой диф.реле от токов небаланса.

В неустановившемся режиме Iнб могут достигать больших значений за счет влияния апериодической составляющей тока К.З. Для улучшения отстройки применяются реле с быстронасыщающимся ТТ.

3. Контроль за исправностью токовых цепей.

В случае обрыва или шунтирования фазы вторичных цепей ТТ, ток не поступает в диф.реле. В результате баланс токов в реле нарушается. Защита может неправильно сработать и погасить всю подстанцию, т.е. создать сложную аварию. Для исключения этого диф.реле отстраивается от тока нагрузки наиболее загруженного присоединения. Кроме того устанавливается дополнительно чувствительное токовое реле:

Реле КА2 с выдержкой времени выводит защиту из действия и подает сигнал. Обрыв, ухудшение контакта в цепи какой-либо фазы или витковые замыкания в ТТ можно обнаружить и с помощью миллиамперметра. Нажимая кнопку дежурный периодически измеряет ток небаланса, т.е. исправность токовых цепей.

Главное достоинство диф.защиты шин – это быстрота, селективность и высокая чувствительность. Диф.защита не действует при перегрузки и при качаниях.

Неполная диф. защита шин

На подстанциях с несколькими источниками питания и тупиковыми ЛЭП диф.реле включается на сумму токов всех источников питания.

В нормальном режиме ток нагрузки не попадает в реле, токи в реле не балансируются и в нем протекает остаточный ток равный току суммарной нагрузки всех линий. Защита не действует при Iнаг<IК.З.

Защита двигателей

Релейная защита электродвигателей должна реагировать на внутренние повреждения и опасные ненормальные режимы. Релейную защиту следует выполнять простой и дешевой, но для электродвигателей мощностью более 200кВт возможно применение сложных защит.

Особую ответственность представляют электродвигатели механизмов собственных нужд, отключение которых из-за неправильного действия релейной защиты может вызвать нарушение нормальной работы электростанции. Поэтому защита электродвигателей ответственных механизмов электростанций должна отличаться большой надежностью.

Большое значение имеет самозапуск электродвигателей, что часто происходит при К.З. и при автоматическом переключении двигателя (АВР). Защита электродвигателей должна обеспечить самозапуск, т.е. она не должна преждевременно отключать электродвигатели как при уменьшении напряжении, так и при его восстановлении.

Для защиты электродвигателей могут быть установлены:

1.Частные повреждения м.ф.К.З. в обмотках статора приводят к значительным повреждениям и понижения напряжения сети, поэтому должна быть обязательно защита электродвигателей от м.ф.К.З.

2.Однофазные К.З. обмотки статора на землю менее опасны, т.к. электродвигатели работают с изолированной нейтралью. Защита от 1ф.К.З. устанавливается, когда IК.З.>(5-10)А.

3.Защиту от витковых замыканий не устанавливают, т.к. простых способов ее выполнения не существует.

4.Часто возникают перегрузки током, поэтому защита от перегрузки, в зависимости от условий действует на сигнал, разгрузку приводного механизма или отключение электродвигателя.