Безперебійність електропостачання під дією захисту від однофазних замикань на землю

Як забезпечити безперебійність електропостачання?
Як працює схема захисту кабельних ліній?

Найбільш поширеним видом ушкодження в електричних мережах є однофазне замикання на землю (ОЗЗ). Відповідно до п. 2.3.17 ПУЕ під час ОЗЗ захист зазвичай має вимикати пошкоджену лінію. Проте таке вимкнення на короткий час порушує електропостачання, а можливо й технологічний процес із вимкненням відповідальних електроустановок.

Забезпечення безперебійності електропостачання

Щоб забезпечити безперебійність електропостачання, до вимкнення пошкодженої лінії потрібно передусім автоматично подати напругу від іншого незалежного джерела живлення, увімкнувши секційний вимикач, а потім вимкнути ввід пошкодженої лінії та саму лінію з боку живлення. Щоб здійснити це, потрібно
на вводах розподільчої установки виконати напрямлений захист від ОЗЗ,
що діє під час ОЗЗ у лінії.

Щоб запобігти дії захисту під час зовнішнього ОЗЗ на інших лініях живильної підстанції, екрани кабелів з ізоляцією зі зшитого поліетилену із живильної сторони заземлювати не треба. У точці заземлення екранів кабелів потрібно під’єднати низьковольтні трансформатори струму, до яких приєднуються струмові реле захисту.

Схема захисту кабельних ліній

Схема захисту кабельних ліній (рисунок 1) працює в такий спосіб. Під час ОЗЗ
на лінії діє спрямований захист від ОЗЗ із реле КА13–КА15 (КА16–КА18), які без витримки часу вмикають секційний вимикач Q5, а потім вимикають ввід Q3 (Q4), якщо ввімкнений секційний вимикач.

Захист виконаний з використанням низьковольтних трансформаторів струму ТА5 (ТА6), установлених у ланцюзі екранів кабелів у місці їх заземлення.

Напрямлений захист, установлений на вводі розподільної установки РУ2,
не вимагає передавати команду на ввімкнення секційного вимикача Q5 від захисту від ОЗЗ лінії живлення, встановленої в РУ1.

Крім того, під час ОЗЗ на лінії діє захист від ОЗЗ лінії з реле КА5 (КА6), який
з витримкою часу реле КТ3 (КТ4) вимикає лінію живлення (розподільна установка РУ1). Захист виконаний з використанням трансформатора струму нульової послідовності ТА1-N (ТА2-N).

Отже, після ввімкнення секційного вимикача Q5 обидві лінії живлення короткочасно ввімкнені паралельно, завдяки чому забезпечують безперебійність електропостачання споживачів розподільної установки РУ2, причому на одній
із ліній наявне ОЗЗ. Цей режим не спричиняє зниження напруги на шинах секцій РУ2.

Щоб запобігти ввімкненню секційного вимикача на коротке замикання,
що супроводжується зниженням напруги, передбачено блокування з реле
напруги KV1–KV3 (KV4–KV5).

Щоб досягти максимальної чутливості під час короткого замикання, на лінії з боку живлення також доцільно виконати захист за допомогою екранів кабелів
з ізоляцією зі зшитого поліетилену. В екрани потрібно ввімкнути низьковольтні трансформатори струму ТА3 (ТА4) з реле КА7–КА9 (КА10–КА12). Екранів заземлювати не треба.

Струм спрацьовування захисту приймається мінімально можливим на обраних реле. Захист діє із витримкою часу реле КТ5 (КТ6). Проте він не діє під час короткого замикання у трансформаторі, встановленому з боку приймальної підстанції.
З огляду на це потрібно виконати також класичний максимальний струмовий захист із реле КА1–КА2 (КА3–КА4). Цей захист діє також із витримкою часу реле
КТ1 (КТ2).

Рисунок 1. Схема захисту лінії від коротких та однофазних замикань на землю