С авторами этой статьи познакомился в далеком 1998 году, когда впервые был приглашен на проведение курсов по защитам ЭПЗ-1636. В.П. Будовского можете найти по этой ссылке (мой соучастник в проведении этих курсов), И.И. Левченко, один из главных организаторов этих курсов, упомянут на странице Новочеркасский политехнический. 1958 год. Работу над окончательной версткой этой статьи наблюдал, когда впервые проводил упомянутые курсы. Статья была опубликована в журнале Электрические станции в 1999 году.
Кстати, попутно в своей коллекции нашел еще одну статью, которую Валерий Павлович написал в другом авторском коллективе: Повышение чувствительности первой ступени защиты от коротких замыканий на землю панели ЭПЗ-1636.
Для защиты электрических сетей напряжением 110 — 220 кВ от многофазных коротких (КЗ), включая двухфазные КЗ на землю, широко применяются дистанционные защиты [1, 2], снабженные блокировкой при качаниях и асинхронных режимах. От однофазных КЗ в этих сетях обычно применяются токовые ступенчатые защиты нулевой последовательности. Указанный набор защит входит в широко используемые в России панели релейной защиты ЭПЗ-1636 [4] и ШДЭ 2801 [5].
При расчете и выборе уставок токовой защиты нулевой последовательности проверяют чувствительность как при КЗ на землю одной фазы, так и при КЗ на землю двух фаз [3]. Последнее необходимо, если при КЗ на землю двух фаз защита от многофазных КЗ оказывается нечувствительной или возможно значительное замедление при переходе КЗ одной фазы в КЗ двух фаз на землю и наличии блокировки при качаниях второй ступени дистанционной защиты, так как ко времени перехода замыкания одной фазы в замыкание двух фаз на землю вторая ступень может быть выведена блокировкой или иметь значительную неблокируемую выдержку времени.
Значительно более тяжелая ситуация возникает, если в процессе повреждения КЗ последовательно переходит от однофазного в двухфазное и далее в симметричное трехфазное с пропаданием тока нулевой последовательности
В качестве примера на рис. 1 показана осциллограмма развития повреждения в ЗРУ 110 кВ подстанции, подключенной к ответвлению линии электропередачи, в одной из энергосистем Северного Кавказа.
Рис. 1. Осциллограмма видоизменяющегося короткого замыкания
Выдержка времени второй ступени токовой защиты нулевой последовательности панели ЭПЗ-1636 была выбрана равной 0,8 с с учетом выдержки времени устройства резервирования при отказе выключателя (УРОВ) [3]. Время пуска дистанционной защиты устройством блокировки при качаниях составляло 0,4 с. В этих условиях, как видно из осциллограммы (рис. 1), к моменту перехода однофазного КЗ в двухфазное на землю и затем в трехфазное цепь второй ступени дистанционной защиты с меньшей выдержкой времени уже была заблокирована, а токовая защита нулевой последовательности не успела отключить повреждение, так как ток нулевой последовательности пропал раньше, чем истекла выдержка времени ее второй ступени. Отключение повреждения было выполнено неблокируемой цепью второй ступени дистанционной защиты с большой выдержкой времени, которая составляет несколько секунд, что привело к значительным разрушениям в месте повреждения (ЗРУ 110 кВ подстанции).
Данный недостаток характерен как для панели ЭПЗ-1636 [4], так и для панели ШДЭ 2801 [5]. Его можно устранить, если выполнить самоподхват органа выдержки времени второй ступени токовой защиты нулевой последовательности при срабатывании второй ступени дистанционной защиты в соответствии со следующей системой логических уравнений:
,
где ХВ2 логическая функция "самоподхвата" выдержки времени второй ступени токовой защиты нулевой последовательности; ХН — выходной сигнал органа направления мощности токовой защиты нулевой последовательности; X12 — выходной сигнал измерительного органа второй ступени токовой защиты нулевой последовательности; ХД32 — выходной сигнал измерительного органа второй ступени дистанционной защиты; t2 — выдержка времени второй ступени токовой защиты нулевой последовательности; ХОТКЛ — выходной сигнал второй ступени токовой защиты нулевой последовательности на отключение.
Рис. 2. Схема реконструкции второй ступени токовой защиты нулевой последовательности панели ЭПЗ-1636 (жирной линией показана вводимая цепь)
На рис. 2 показана возможная схемная реализация указанного принципа для панели ЭПЗ-1636. Схема работает следующим образом. При возникновении однофазного КЗ в зоне действия второй ступени защиты от замыканий на землю замыкается контакт РТ2 и активизирует реле времени РВ1. При переходе однофазного КЗ в двухфазное на землю (в зоне действия второй ступени дистанционной защиты) замыкается контакт ЗРП реле размножителя второй ступени дистанционной защиты, что приводит к самоподхвату реле времени через цепь РВ1 — 3РП. В случае дальнейшего перехода КЗ в трехфазное с потерей тока нулевой последовательности контакт РТ2 размыкается, но за счет указанной цепи самоподхвата реле РВ1 продолжает работать, обеспечивая надежное отключение КЗ с необходимой выдержкой времени. В случае ликвидации КЗ раньше истечения выдержки времени РВ1 (первыми ступенями защит предыдущих линий) цепь самоподхвата разрывается контактом 3РП и реле РВ1 обесточивается.
В заключение необходимо отметить, что применение устройств блокировки защит при качаниях, использующих различие скоростей изменения действующих значений электрических величин при КЗ и качаниях [2], устраняет описанный недостаток, однако некоторое замедление времени отключения повреждения будет иметь место (на время перехода однофазного КЗ в многофазное с потерей тока нулевой последовательности), что позволяет рекомендовать предложенный принцип и в этом случае.
Выводы
1. Выявлен режим видоизменяющегося ко¬роткого замыкания (однофазное — двухфазное на землю — трехфазное КЗ), при котором защиты ЭПЗ-1636 и ШДЭ 2801 отключают по¬вреждение с недопустимой задержкой.
2. Предложено для уменьшения задержки ввести цепь "самоподхвата" органа выдержки времени второй ступени токовой защиты нулевой последовательности при срабатывании второй ступени дистанционной защиты, которая не действует на отключение из-за срабатывания устройства блокировки при качаниях.
Список литературы
1. Правила устройства электроустановок. М.: Энерго-атомиздат, 1985.
2. Федосеев A.M. Релейная защита электроэнергети¬ческих систем. Релейная защита сетей: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1984.
3. Руководящие указания по релейной защите. Токо¬вая защита нулевой последовательности от замыканий на землю линий 110-500 кВ. Расчеты. М: Энергия, 1980, вып. 12.
4. Удрис А.П. Релейная защита воздушных линий 110-220 кВ типа ЭПЗ-1636. М.: Энергоатомиздат, 1988
5. Устройства дистанционной и токовой защит типов ШДЭ 2801, ШДЭ 2802 / Бирг А.Н., Нудельман ГС, Федоров ЭК. и др. М.: Энергоатомиздат, 1988.
Кстати, продолжение следует. Разыскал еще одну статью на сходную тему, которая была опубликована в этом же журнале лет на десять раньше.
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z