Энергосайт

Повышение надежности электроснабжения и электробезопасности при повреждениях в сети 6 - 10 кВ Манилов А. М., инж. ООО ПИ "Киевпромэлектропроект" (Украина) Обоснована необходимость автоматического включения резерва (АВР) до отключения по­врежденной фазы (вручную или от защит) при однофазном замыкании на землю (ОЗЗ) на линии. Приведены схемы, повышающие надежность электроснабжения и электробезо­пасности при 033. Ключевые слова: однофазные, двойные, многоместные замыкания на землю, автомати­ческое включение резервного питания, надежность электроснабжения.

К достоинствам сети с изолированной или компенсированной нейтралью относится воз­можность продолжения ее работы при 033. В этом случае потребители не отключаются в течение некоторого времени, необходимого для ручного включения резервного питания. Однако на практике часто оказывается, что такой способ повышения надежности электро­снабжения не дает ощутимых результатов. Как показывает опыт эксплуатации, ОЗЗ в кабельных сетях часто переходят в двойные (ДЗЗ) и многоместные (МЗЗ) замыкания на землю, а также в междуфазные короткие за­мыкания (МКЗ). Они отключаются максималь­ной токовой защитой с выдержкой времени, что может привести к большим ущербам, так как ликвидация технологического нарушения при исчезновении напряжения требует значи­тельного времени даже при наличии АВР (для осуществления которого применяются быстро­действующие неселективные дорогостоящие устройства) и самозапуска электродвигателей. Режим же непрерывного производства, особен­но в химической, нефтехимической и метал­лургической промышленности, часто не до­пускает даже кратковременного перерыва в электроснабжении, который при КЗ составля­ет, как правило, несколько секунд. Как свидетельствует статистика, наиболь­шее количество электротравм возникает в се­тях 6-10кВ, причем около половины их связаны с ОЗЗ. Наиболее опасны ОЗЗ, пере­ходящие в ДЗЗ или МЗЗ, так как напряжение прикосновения к заземленным частям и шаго­вые напряжения достигают нескольких кило­вольт. В последнее время широкое применение получили кабели с изоляцией из сшитого по­лиэтилена (СПЭ), которые эксплуатируются в единой электрически связанной распредели­тельной сети с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (БМИ). ОЗЗ в кабеле с БМИ вследствие заплывания канала электрического пробоя могут самоустраняться или перейти в установившийся режим горения дуги. Кабели с изоляцией из СПЭ более чувствительны к ОЗЗ, при изменении их структуры и механи­ческих свойств возникают микрополости, при­водящие к разрушению изоляции.
Многократ­ные пробои при ОЗЗ ослабленных мест в изоляции обмотки статора приводят к повреж­дениям электродвигателей. Следовательно, необ­ходимо подавить перенапряжения и максималь­но ограничить время воздействия напряжения на изоляцию СПЭ. Этого можно добиться при высокоомном резистивном заземлении нейтра­ли (благодаря чему повышается чувствитель­ность защиты при ОЗЗ и обеспечивается ее селективность) и отключении поврежденного при ОЗЗ кабеля. Имеется также большая группа электропри­емников, которые следует отключать при ОЗЗ по требованию безопасности (передвижные подстанции, механизмы для разра­боток, шахтные сети). При наличии АВР для сохранения электроснабжения электроприемни­ков первой категории по степени надежности необходимо при ОЗЗ сначала включить секци­онный выключатель, а затем отключить по­врежденную линию. Такая же последователь­ность операций применяется при ручном или дистанционном включении секционного вы­ключателя.

На рисунке приведена схема , в соответст­вии с которой при 033 (в точке К1 или К2) на одной из питающих линий (JI1 или JI2) сначала включается с выдержкой времени сек­ционный выключатель Q4, а затем отключает­ся поврежденная линий. Недостатком схемы является необходимость (для обеспечения се­лективности) выполнения защиты от ОЗЗ без выдержки времени на присоединениях к трансформаторам с действием на включение секционного автомата 0,4 кВ (QF3) с после­дующим отключением поврежденной линии, присоединенной к трансформатору. Для осуществления АВР в тех случаях, ко­гда на линиях, подходящих к трансформатору, защита от 033 действует на сигнал, следует на питающей подстанции и на вводе устано­вить трансформаторы тока, к которым под­ключаются устройства защиты от 033 КЛ1 и КА2. Реле КА1 действует при направлении мощности 033 в сторону поврежденной ли­нии. После его срабатывания при наличии на­пряжения на неповрежденном вводе включает­ся с выдержкой времени 0,2 с секционный

выключатель, а затем с выдержкой времени 0,4 с отключаются вводной выключатель и по­врежденная линия. При ОЗЗ в точке КЗ или К4 защита не действует, так как срабатывает реле КА2
при направлении мощности ОЗЗ в сторону шин приемной подстанции. При ОЗЗ в точке К5 защита также не действует, так как при направлении мощности ОЗЗ в сторо­ну шин питающей подстанции реле КАI не сработает. Для реализации схемы необходим канал связи между питающей и приемной подстанциями, который может быть также использован для ускорения АВР при КЗ на питающих линиях. В этом случае защита действует сначала на отключение вводного выключателя, затем на включение секционного выключателя. Для исключения включения сек­ционного выключателя при КЗ на землю в точке К1 предусматривается шунтирование об­мотки реле КТ замыкающимся контактом мак­симальной токовой защиты МТЗ. Ускорение действия АВР при КЗ повышает надежность электроснабжения электроприемни­ков первой категории, допускающих кратко­временный перерыв в электроснабжении на время срабатывания защит и действия АВР.