Повышение защитоспособности и чувствительности микропроцессорной токовой защиты линий распределительных сетей

Abstract

Линии распределительных сетей 6–35 кВ являются наиболее массовыми объектами энергосистемы, чем обусловлено возникновение на них наибольшего количества повреждений по сравнению с линиями электропередачи более высоких классов напряжения. Для защиты линий от междуфазных коротких замыканий в радиальных сетях с односторонним питанием преимущественно используются ступенчатые токовые защиты, выполненные на трех элементных базах: электромеханической, микроэлектронной и микропроцессорной. Подавляющее большинство в Белорусской энергосистеме составляют отработавшие уже десятки лет электромеханические устройства (порядка 83 % для сетей 35 кВ и 68,2 % в сетях 6–10 кВ), многие из которых физически устарели и требуют замены. Поэтому на проектируемых и модернизируемых энергетических объектах в Республике Беларусь предусматривается установка устройств защиты, выполненных средствами микропроцессорной техники. Несмотря на то, что указанная элементная база позволяет реализовать алгоритмические и технические решения различной сложности, существующие микропроцессорные токовые защиты линий распределительных сетей имеют те же принципы выполнения и алгоритмы работы, что и устройства на предшествующих элементных базах, чем обусловлено наличие у них ряда недостатков. Так, быстродействующая ступень часто имеет сравнительно короткую зону мгновенного отключения, которая к тому же изменяется в зависимости от вида повреждения, режима работы распределительной сети и наличия переходного сопротивления в месте КЗ. При этом повреждения в начале линии могут отключаться медленнодействующими ступенями. Для сильно нагруженных линий во многих случаях удаленных несимметричных коротких замыканий последняя ступень может иметь недостаточную чувствительность, что может привести к отказу срабатывания защиты. Устранение отмеченных недостатков является актуальной технической задачей, так как с учетом темпов развития электросетевого комплекса, роста объемов потребления электроэнергии и электрических нагрузок, одним из ключевых является требование надежного, бесперебойного и качественного энергообеспечения потребителей. При этом уменьшение времени отключения повреждений и снижение количества отказов устройств релейной защиты в значительной мере способствует обеспечению надежности функционирования распределительной сети, снижению ущерба промышленных предприятий от провалов напряжения при КЗ, сокращению объема и степени разрушения поврежденного оборудования.