4 . Защита сборных шин
На рисунках слева направо изображены схемы распределительных устройств со сборными шинами: схема с одной системой сборных шин (СШ), схема с двумя системами сборных шин, схема с двумя рабочими и обходной (ОСШ) системами сборных шин, схема с двумя системами сборных шин и тремя выключателями на два присоединения с чередованием присоединений (полуторная). Обозначения: И – источник питания; Л – линия; ЛР – линейный разъединитель; ШР – шинный разъединитель; ШСВ – шиносоединительный выключатель; ОВ – обходной выключатель; ОР – обходной разъединитель.
Сборные шины – элемент распределительного устройства, предназначенный для приема мощности от источника и распределения ее между отходящими присоединениями. Может быть выполнена жестким неизолированным проводником (КРУ) или гибкими проводниками (ОРУ).
К числу наиболее характерных причин, вызывающих КЗ на шинах, следует отнести: перекрытие шинных изоляторов и вводов выключателей, повреждение ИТН и установленных между шинами и выключателями ИТТ; поломка изоляторов разъединителей и воздушных выключателей во время операций с ними; ошибка обслуживающего персонала при переключениях в распределительных устройствах.
Рисунок 1 Подстанция с двумя выключателями на каждом присоединении
Для защиты шин могут применяться защиты питающих шины присоединений (генераторов на станциях, трансформаторов и линий), например на рисунке 1 МТЗ1 и МТЗ2 линий w1 и w2 имеют зону действия, охватывающую сборные шины, поэтому при КЗ на шине I с выдержкой времени отключаются оба выключателя Q1 и Q2, лишая питания обе системы шин, хотя при данной ситуации имеется возможность сохранить в работе всю подстанцию, отключив выключатели Q4 и Q6 (неселективное отключение поврежденной системы шин, нарушение требования селективности).
Эти защиты работают при КЗ на шинах с выдержкой времени, имеющей значительную величину (нарушение требования быстродействия). По условиям устойчивости, особенно в сетях 110-500 кВ, обычно требуется быстрое отключение междуфазных КЗ на шинах.
Поэтому, когда защита присоединений не в состоянии обеспечить необходимое быстродействие или селективность, применяют специальные защиты шин.
Для прекращения КЗ на системе шин защита должна действовать на отключение всех присоединений, питающих повреждённую систему шин. Это важно, т.к. неправильное действие может привести к отключению целой электростанции или подстанции. Поэтому принцип действия защит шин и их монтаж должны отличаться повышенной надежностью, исключающей какую-либо возможность их ложного действия.
Применяемые специальные защиты:
- дифференциальная защита (применяется на напряжениях 35 кВ и выше, может применяться на подстанциях с мощными СД и СГ на напряжение 6 (10) кВ)
- токовая отсечка, дистанционная защита (на трансформаторах и секционных выключателях, питающих шины, у которых отходящие линии имеют реакторы (это позволяет произвести согласование этих защит с МТЗ отходящих линий, токовая отсечка отстраивается от максимального тока КЗ за реактором отходящих линий, ДЗ отстраивается от сопротивлений реакторов линии и трансформатора))
Специальную защиту шин часто сочетают с АПВ, т.к. некоторая часть КЗ на шинах носит неустойчивый характер, и при быстром отключении не восстанавливается после повторного включения.