Распределительные сети напряжением 6–10 кВ являются важнейшим звеном системы электроснабжения. Они обеспечивают передачу электрической энергии от источников питания к конечным потребителям. Для обеспечения надёжной и безопасной работы таких сетей применяются специальные устройства релейной защиты и автоматики (далее — РЗА).
Наша электроизмерительная лаборатория «Контур тока» в Москве и Московской области оказывает услуги по наладке релейной защиты, настройке и проверке РЗА 6–10 кВ. Мы проводим испытания электрооборудования с оформлением официального технического отчёта электролаборатории, который требуется для сдачи объекта в эксплуатацию и подачи в Ростехнадзор.
Состав и требования к устройствам РЗА
Требования к устройствам релейной защиты линий 6–10 кВ изложены в п. 3.2.91–3.2.97 Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Тип и состав защиты выбирается исходя из особенностей линии:
- с односторонним или двусторонним питанием;
- подключением к шинам электростанции;
- наличия или отсутствия шунтирующего реактора.
Для нереактированных линий с односторонним питанием обычно применяются:
- Двухступенчатая токовая защита от многофазных коротких замыканий.
- Защита от однофазных замыканий на землю.
Эти меры позволяют исключить опасные режимы работы сети, повысить надёжность электроснабжения и предотвратить серьёзные повреждения оборудования.
Максимальная токовая защита от многофазных коротких замыканий
При проектировании релейной защиты и автоматики (РЗА) линий 6–10 кВ обычно применяют два подхода к построению схем защиты:
- Традиционное исполнение
Базируется на использовании электромеханических реле. Применяется двухрелейная схема — реле подключаются в две фазы, что обеспечивает полный охват многофазных коротких замыканий.
- Современное исполнение
Реализуется с помощью микропроцессорных терминалов защиты. Такие устройства позволяют подключать защиту на все три фазы и обеспечивают более гибкие настройки, самодиагностику и журналирование событий.
Схема двухрелейной и трехфазной защиты
Первая ступень защиты: токовая отсечка
Первая ступень защиты охватывает определённую часть линии и срабатывает без выдержки времени (или с минимальной выдержкой).
Задачи настройки первой ступени:
- Исключить ложное срабатывание при коротких замыканиях на смежных элементах сети.
- Обеспечить селективность при конфигурации «линия–трансформатор» или «линия–несколько трансформаторов».
- Учитывать пусковые токи намагничивания трансформаторов.
Для кабельных линий, отходящих от шин электростанции, дополнительно учитывается требование, чтобы остаточное напряжение на шинах при КЗ не превышало 50–60 % номинала.
Вторая ступень защиты: максимальная токовая защита
Вторая ступень обеспечивает резервирование защиты для всей линии и смежных элементов. Она действует с заданной выдержкой времени, что гарантирует координацию с другими устройствами защиты.
Критерии настройки второй ступени:
- Исключение срабатывания при послеаварийных перегрузках.
- Согласование характеристик с предшествующими и последующими защитами.
- Достаточная чувствительность к коротким замыканиям в конце линии и в зоне дальнего резервирования.
Особенности для линий с двусторонним питанием
Для линий с двусторонним питанием важно обеспечить селективность. Здесь применяются направленные органы мощности, позволяющие отличить направление тока короткого замыкания и избежать ложных отключений.
При включении линии под напряжение на повреждение вводится автоматическое ускорение второй ступени (около 1 с), что обеспечивает требуемое быстродействие и чувствительность.
Защита от однофазных замыканий на землю
Однофазные замыкания на землю — один из самых распространённых видов повреждений в сетях 6–10 кВ. Способ защиты зависит от схемы заземления нейтрали сети:
В сетях с изолированной нейтралью или заземлением через высокоомный резистор защита обычно формирует предупредительный сигнал без отключения потребителей. Это позволяет персоналу отреагировать на неисправность без перерыва электроснабжения.
При использовании низкоомного резистора в цепи заземления протекают значительные токи замыкания. Это требует обязательного автоматического отключения повреждённого участка во избежание серьёзных повреждений оборудования.
Схема принципа действия защиты от однофазных замыканий на землю
Принцип действия и измерения
Защита от замыканий на землю базируется на измерении токов нулевой последовательности с помощью трансформаторов тока. При повреждении формируется контур для протекания этих токов за счёт ёмкостных связей неповреждённых фаз.
Критерии выбора и настройки уставок
Уставка должна превышать собственный ёмкостной ток присоединения, чтобы исключить ложные срабатывания. Учитываются влияния компенсирующих устройств на токи замыкания. Для повышения надёжности часто реализуется двухступенчатая защита с различными уставками по времени. Настройка учитывает переходные процессы и возможность колебаний ёмкостных токов.
Грамотно спроектированная и настроенная система релейной защиты и автоматики — залог надёжной и безопасной работы распределительных сетей 6–10 кВ.
Компания «Контур тока» предлагает услуги наладки релейной защиты в Москве и Московской области. Мы проводим испытания электрооборудования, настройку и проверку РЗА 6–10 кВ, с выдачей официального технического отчета электролаборатории для Ростехнадзора.
Подробнее об услуге можно узнать на странице наладка релейной защиты.
