Выбор объектов защит и их типов

К основным элементам подстанции относятся: отходящие линии, силовые трансформаторы, шины. Релейная защита и автоматика служат для устранения всевозможных повреждений и ненормальных режимов работы этих элементов.

Так основными видами повреждений трансформаторов, которые учитываются при выполнении их релейной защитой, являются однофазные и многофазные короткие замыкания в обмотках и на выводах, а также «пожар стали» магнитопровода. Однофазные повреждения бывают двух видов: на землю и между витками обмотки (витковые замыкания). Основными ненормальными режимами работы являются внешние короткие замыкания, перегрузки, недопустимое понижение уровня масла (при заполнении бака маслом) и недопустимые повышения напряжения, например на неповреждённых фазах при незаземлённых нейтралях обмоток. При возникновении наиболее опасных повреждений (многофазные и витковые короткие замыкания, а также однофазные замыкания со стороны сетей с глухозаземлённой нейтралями) защита должна без выдержки времени действовать на отключение выключателей трансформатора. Наличие выдержки времени не только ухудшает защиту трансформатора, но может также нарушить бесперебойную работу системы и ухудшить характеристики защит питающих сетей.

Основными видами повреждений линий электропередач являются: трёхфазные замыкания (замыкания между тремя фазами и трёхфазные замыкания на землю), двухфазные замыкания (замыкания между двумя фазами и двухфазные замыкания на землю), однофазные замыкания на землю, обрыв фазы.

На относительное число тех или иных видов повреждений и характер их протекания оказывает влияние режим работы нейтрали сети, время отключения повреждения и некоторые другие факторы. Различают однофазные замыкания на землю в сетях с глухо (эффективно) заземлёнными нейтралями — однофазные короткие замыкания и однофазные замыкания в сетях с изолированными или заземлёнными через дугогасящие реакторы нейтралями, не являющиеся короткими замыканиями. Трёхфазные КЗ, несмотря на их относительно малую вероятность, принято учитывать для сетей всех видов и напряжений.

При выборе состава защит в данном проекте принимаем следующие допущения:

• 1. Разрабатывается только защита автотрансформаторов, защита отходящих линий электропередачи 330 — 500 кВ будет просто описана, защита шин не рассматривается.
• 2. Принятые схемные решения по выполнению защит базируются на основании типовых панелей.
• 3. Учитывая двухстороннее питание предполагается использование направленных защит.
• 4. Расчёты, связанные с выбором вторичных цепей (сечение кабельных жил по допустимым нагрузкам трансформаторов напряжения, погрешностям трансформаторов тока и т. п.) в проекте не приводятся.
• 5. Все схемные решения выполнены применительно к схемам питания от стационарных аккумуляторных батарей.

При расчёте уставок выбранных защит принимаются следующие положения:

• 1. Режимы работы оборудования основные и ремонтные. Устройства защиты в этих режимах должны обеспечить требования, предписанные ПУЭ как для зоны основного действия, так и резервного; ближнее и по возможности дальнее резервирование.
• 2. При возможности, либо технической нецелесообразности полного обеспечения защит во всех режимах принимаются технические решения о запрете отдельных ремонтных режимах или вводятся ограничения по составу оборудования в этих режимах.
• 3. Расчёты уставок, выполненные в данном проекте, приняты для основного режима и основных видах КЗ. Сложные виды КЗ (замыкания в двух точках, замыкания через переходные сопротивления и т. п.) не анализировались.
• 4. При расчёте уставок все расчёты приведены для среднего положения РПН на трансформаторах, влияние регулирования напряжения на токи КЗ не рассмотрено. При стабильном напряжении в сети данное допущение приемлемо.